特許 6802775 船舶

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6802775

(24)【登録日】2020年12月1日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】船舶

(51)【国際特許分類】

   B63B 25/16 20060101AFI20201214BHJP

   F17C 13/00 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   B63B25/16 D

   B63B25/16 Z

   F17C13/00 302A

【請求項の数】5

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2017-217504(P2017-217504)

(22)【出願日】2017年11月10日

(62)【分割の表示】特願2016-556019(P2016-556019)の分割

【原出願日】2016年4月5日

(65)【公開番号】特開2018-47900(P2018-47900A)

(43)【公開日】2018年3月29日

【審査請求日】2019年3月5日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0078142

(32)【優先日】2015年6月2日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2015-0136257

(32)【優先日】2015年9月25日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2015-0135999

(32)【優先日】2015年9月25日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】517430897

【氏名又は名称】デウ シップビルディング アンド マリン エンジニアリング カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】特許業務法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】シン，ヒョン ジュン

(72)【発明者】

【氏名】チェ，ドン キュ

(72)【発明者】

【氏名】ムン，ヨン シク

(72)【発明者】

【氏名】アン，ス ギョン

(72)【発明者】

【氏名】チャン，ヒョン ミン

(72)【発明者】

【氏名】ソン，ジェ ウク

(72)【発明者】

【氏名】リー，ジュン チェ

【審査官】 田中 成彦

(56)【参考文献】

【文献】 韓国登録特許第１０−１５１１２１４（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】 特開２００１−１３２８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−０８１４００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２００７−５２５９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１０−０１０８９３２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｂ ２５／１６

Ｆ１７Ｃ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化ガスを貯蔵する貯蔵タンクを備えた船舶において、
前記貯蔵タンクの下流に設置されて、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスを冷媒にして、圧縮された蒸発ガス（以下、「第１流体」という。）を熱交換させて冷却する蒸発ガス熱交換器；
前記蒸発ガス熱交換器の下流に設置されて、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスの一部を圧縮する圧縮機；
前記蒸発ガス熱交換器の下流に前記圧縮機と並列に設置されて、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスの他の一部を圧縮する予備圧縮機；
前記蒸発ガス熱交換器によって冷却された前記第１流体をさらに冷却する冷媒熱交換器；
前記冷媒熱交換器に送られ（以下、冷媒熱交換器に送られる流体を「第２流体」という。）、前記冷媒熱交換器によって冷却された前記第２流体を膨張させた後、再び前記冷媒熱交換器に送る冷媒減圧装置；
前記蒸発ガス熱交換器と前記冷媒熱交換器によって冷却された前記第１流体を膨張させる第１減圧装置；
前記冷媒熱交換器及び前記冷媒減圧装置を通過して冷却された蒸発ガスを、再び前記冷媒熱交換器に送って冷媒として使用した後、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスと合流させる再循環ライン；
前記冷媒減圧装置及び前記冷媒熱交換器より下流に位置する前記再循環ラインの部分に設置される第９バルブ；
前記第９バルブより上流に位置する前記再循環ラインを前記予備圧縮機の上流に連結する第１追加ライン；
前記圧縮機の下流を前記予備圧縮機の下流に連結する第３追加ライン；及び
前記第３追加ラインに設置される第１３バルブ；を備えて、
前記冷媒熱交換器は、前記冷媒減圧装置を通過した蒸発ガスを冷媒とし、前記第１流体と前記第２流体を両方熱交換させて冷却し、
前記第１流体は、前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガス；及び前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガスと前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスとが合流した流れ；のいずれか一つであり、
前記第２流体は、前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガス；及び前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガスと前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスとが合流した流れ；のいずれか一つであり、
前記第１３バルブは、前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガスと前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスとを合流または分離させるように開閉されることを特徴とする船舶。

【請求項2】

前記蒸発ガス熱交換器、前記冷媒熱交換器と前記第１減圧装置を通過して、一部が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さらに備え、
前記気液分離器によって分離された液化ガスは、前記貯蔵タンクに送られ、
前記気液分離器によって分離された蒸発ガスは、前記蒸発ガス熱交換器に送られることを特徴とする請求項１に記載の船舶。

【請求項3】

前記第１流体は、燃料需要先の上流から二つの流れに分岐して、
一部は、前記蒸発ガス熱交換器、前記冷媒熱交換器及び前記第１減圧装置を順次に通過し、一部または全部が再液化され、
他の一部は、前記燃料需要先に送られることを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。

【請求項4】

前記予備圧縮機によって圧縮され前記冷媒熱交換器と前記冷媒減圧装置を通過した後、前記冷媒熱交換器の冷媒として使用された前記第２流体は、再び前記予備圧縮機に送られて、
前記予備圧縮機、前記冷媒熱交換器、前記冷媒減圧装置、再び前記冷媒熱交換器を連結する閉ループの冷媒サイクルを形成することを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。

【請求項5】

前記冷媒減圧装置は膨張機であり、
前記冷媒減圧装置を通過する直前の流体と通過した直後の流体は、気体状態であることを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶に関し、より詳細には、貯蔵タンクの内部で生成された蒸発ガスのうち、エンジンの燃料として使用されずに残った蒸発ガスを再液化するシステムを備えた船舶に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、液化天然ガス（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ、ＬＮＧ）などの液化ガスの消費量が世界的に急増している傾向にある。ガスを低温で液化させた液化ガスは、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長所がある。また、液化天然ガスをはじめとする液化ガスは、液化工程中に大気汚染物質の除去と減少ができ、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。

【0003】

液化天然ガスは、メタン（ｍｅｔｈａｎｅ）が主成分である天然ガスを約−１６２℃に冷却し液化させることで得られる無色透明な液体であり、天然ガスと比較して約１／６００の体積になる。したがって、天然ガスを液化させて移送すると、非常に効率的な移送が可能となる。

【0004】

しかし、天然ガスの液化温度は常圧で−１６２℃の極低温であり、液化天然ガスは温度変化に敏感であるため、すぐ蒸発する。そのため、液化天然ガスを貯蔵する貯蔵タンクには断熱処理が行われるが、外部熱が貯蔵タンクに継続的に伝達され、液化天然ガスの輸送過程で貯蔵タンク内では、継続的に液化天然ガスが自然気化され、蒸発ガス（Ｂｏｉｌ−Ｏｆｆ Ｇａｓ、ＢＯＧ）が発生する。これは、エタンなどの他の低温液化ガスにおいても同様である。

【0005】

蒸発ガスは、損失の一つであって、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されると、タンク内圧が過度に上昇し、極端的な場合にはタンク破損の恐れもある。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ための様々な方法が研究され、最近では蒸発ガスの処理のために、蒸発ガスを再液化して貯蔵タンクに戻す方法、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用いられている。

【0006】

蒸発ガスを再液化する方法には、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熱交換して再液化する方法および別の冷媒がなく蒸発ガス自体を冷媒に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。

【0007】

また、船舶に使用される一般的なエンジンのうち、天然ガスを燃料として使用できるエンジンは、ＤＦＤＥとＭＥ−ＧＩエンジンなどのガス燃料エンジンがある。

【0008】

ＤＦＤＥは、４ストローク機関であり、比較的に低圧である６．５ｂａｒ程度の圧力を有する天然ガスを燃焼空気入口に注入して、ピストンが上がりながら圧縮するオットーサイクル（Ｏｔｔｏ Ｃｙｃｌｅ）を採用している。

【0009】

ＭＥ−ＧＩエンジンは、２ストローク機関であり、３００ｂａｒ近く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。最近では、燃料効率と推進効率がより優秀なＭＥ−ＧＩエンジンへの関心が高まっている傾向にある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、従来の部分再液化システムに比べて、向上された蒸発ガス再液化性能が発揮できるシステムを備えた船舶の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記目的を達成するための本発明の一実施例によれば、液化ガスを貯蔵する貯蔵タンクを備えた船舶において、前記貯蔵タンクの下流に設置されて、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスを冷媒にして、圧縮された蒸発ガス（以下、「第１流体」という。）を熱交換させて冷却する蒸発ガス熱交換器；前記蒸発ガス熱交換器の下流に設置されて、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスの一部を圧縮する圧縮機；前記蒸発ガス熱交換器の下流に前記圧縮機と並列に設置されて、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスの他の一部を圧縮する予備圧縮機；前記蒸発ガス熱交換器によって冷却された前記第１流体をさらに冷却する冷媒熱交換器；前記冷媒熱交換器に送られ（以下、冷媒熱交換器に送られる流体を「第２流体」という。）、前記冷媒熱交換器によって冷却された前記第２流体を膨張させた後、再び前記冷媒熱交換器に送る冷媒減圧装置；前記蒸発ガス熱交換器と前記冷媒熱交換器によって冷却された前記第１流体を膨張させる第１減圧装置；前記冷媒熱交換器及び前記冷媒減圧装置を通過して冷却された蒸発ガスを、再び前記冷媒熱交換器に送って冷媒として使用した後、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスと合流させる再循環ライン；前記冷媒減圧装置及び前記冷媒熱交換器より下流に位置する前記再循環ラインの部分に設置される第９バルブ；前記第９バルブより上流に位置する前記再循環ラインを前記予備圧縮機の上流に連結する第１追加ライン；前記圧縮機の下流を前記予備圧縮機の下流に連結する第３追加ライン；及び前記第３追加ラインに設置される第１３バルブ；を備えて、前記冷媒熱交換器は、前記冷媒減圧装置を通過した蒸発ガスを冷媒とし、前記第１流体と前記第２流体を両方熱交換させて冷却し、前記第１流体は、前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガス；及び前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガスと前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスとが合流した流れ；のいずれか一つであり、前記第２流体は、前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガス；及び前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガスと前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスとが合流した流れ；のいずれか一つであり、前記第１３バルブは、前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガスと前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスとを合流または分離させるように開閉されることを特徴とする船舶が提供される。

【0012】

前記船舶は、前記蒸発ガス熱交換器、前記冷媒熱交換器と前記第１減圧装置を通過して一部が再液化された液化ガスと、気体の状態で残っている蒸発ガスとを分離する気液分離器をさらに備えることができ、前記気液分離器によって分離された液化ガスは、前記貯蔵タンクに送られることができ、前記気液分離器によって分離された蒸発ガスは前記蒸発ガス熱交換器に送られることができる。

【0013】

前記第１流体は、燃料需要先の上流から二つの流れに分岐して、一部は前記蒸発ガス熱交換器、前記冷媒熱交換器及び前記第１減圧装置を順次に通過し、一部または全部が再液化することができ、他の一部は、前記燃料需要先に送られることができる。

【0014】

前記予備圧縮機によって圧縮され、前記冷媒熱交換器と前記冷媒減圧装置を通過した後、前記冷媒熱交換器の冷媒として使用された前記第２流体は、再び前記予備圧縮機に送られて、前記予備圧縮機、前記冷媒熱交換器、前記冷媒減圧装置、再び前記冷媒熱交換器を連結する閉ループの冷媒サイクルを形成することができる。

【0015】

前記予備圧縮機によって圧縮され、前記冷媒熱交換器と前記冷媒減圧装置を通過した後、前記冷媒熱交換器の冷媒として使用された前記第２流体は、前記貯蔵タンクから排出された後、前記蒸発ガス熱交換器を通過した蒸発ガスと合流することができる。

【0017】

前記冷媒減圧装置は膨張機であることができ、前記冷媒減圧装置を通過する直前の流体及び通過した直後の流体は気体状態であり得る。

【0018】

前記目的を達成するための本発明の他の実施例によれば、液化ガスを貯蔵する貯蔵タンクを備えた船舶の蒸発ガス処理システムにおいて、前記貯蔵タンクから排出される蒸発ガスの一部を圧縮機によって圧縮した後、燃料需要先に送る第１供給ライン；前記第１供給ラインから分岐されて、前記貯蔵タンクから排出される蒸発ガスの他の一部を予備圧縮機により圧縮する第２供給ライン；前記第１供給ラインから分岐して、圧縮された蒸発ガスを蒸発ガス熱交換器、冷媒熱交換器、及び第１減圧装置を通過させて再液化させる復帰ライン；前記冷媒熱交換器と冷媒減圧装置を通過し、冷却された蒸発ガスを再び前記冷媒熱交換器に送り冷媒として使用した後、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスと合流させる再循環ライン；前記冷媒減圧装置と、前記冷媒熱交換器の下流の再循環ラインと、前記予備圧縮の上流の第２供給ラインとの間を連結する第１追加ライン；前記第１追加ラインと、前記圧縮機の上流の第１供給ラインとを連結する第２追加ライン；前記圧縮機の下流の第１供給ラインと、前記予備圧縮の下流の前記第２供給ラインとを連結する第３追加ライン；前記圧縮機の下流の第１供給ラインと、前記冷媒熱交換器と前記冷媒減圧装置の上流の再循環ラインを連結すると第４追加ライン；前記予備圧縮機の下流の第２供給ラインと、前記蒸発ガス熱交換器の上流の復帰ラインをと連結する第５追加ライン；を備え、前記蒸発ガス熱交換器は、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスを冷媒にして、前記復帰ラインに沿って供給される蒸発ガスを熱交換させて冷却して、前記冷媒熱交換器は、前記冷媒減圧装置を通過した蒸発ガスを冷媒とし、前記再循環ラインに沿って供給される蒸発ガス；前記復帰ラインに沿って供給される蒸発ガス；の両方を熱交換させて冷却することを特徴とする船舶の蒸発ガス処理システムが提供される。

【0019】

前記船舶の蒸発ガス処理システムは、前記圧縮機の上流の前記第１供給ライン上に設置される第１バルブ；前記圧縮機の下流の前記第１供給ライン上に設置される第２バルブ；前記予備圧縮機の上流の前記第２供給ライン上に設置されている第３バルブ；前記予備圧縮機の下流の前記第２供給ライン上に設置される第４バルブ；前記蒸発ガス熱交換器の上流の前記復帰ライン上に設置される第５バルブ；前記冷媒減圧装置及び前記冷媒熱交換器の上流の前記再循環ラインに設置される第６バルブ；前記冷媒減圧装置及び前記冷媒熱交換器の下流の前記再循環ラインに設置される第９バルブ；前記第１追加ライン上に設置される第１０バルブ；前記第２追加ライン上に設置される第１２バルブ；前記第３追加ライン上に設置される第１３バルブ；前記第４追加ライン上に設置される第１４バルブ；前記第５追加ライン上に設置される第１５バルブ；をさらに備えることができる。

【0020】

前記船舶の蒸発ガス処理システムは、前記燃料需要先の上流及び前記第２供給ラインの下流の前記第１供給ライン上に設置される第１１バルブをさらに備えることができる。

【0021】

前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、前記第５バルブ、前記第６バルブ、及び前記第１０バルブは開いて、前記第４バルブ、前記第９バルブ、前記第１２バルブ、前記第１３バルブ、前記第１４バルブ及び前記第１５バルブは閉じた状態でシステムを駆動させて、蒸発ガスが前記予備圧縮機に供給されると、前記第３バルブを閉じて、蒸発ガスが前記予備圧縮機、前記第６バルブ、前記冷媒熱交換器、前記冷媒減圧装置、再び前記冷媒熱交換器及び前記第１０バルブを循環する閉ループの冷媒サイクルを形成させることができる。

【0022】

前記圧縮機が故障した場合、前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第５バルブ、前記第６バルブ及び前記第１０バルブは閉じ、前記第３バルブ及び前記第４バルブは開いて、前記貯蔵タンクから排出された後前記蒸発ガス熱交換器を通過した蒸発ガスが、前記第３バルブ、前記予備圧縮機および前記第４バルブを経て燃料需要先に供給されることができる。

【0023】

前記第１バルブ、前記第３バルブ、前記第４バルブ、前記第１２バルブ、前記第１４バルブ及び前記第１５バルブは開いて、前記第２バルブ、前記第５バルブ、前記第６バルブ、前記第９バルブ、前記第１０バルブ及び前記第１３バルブは閉じた状態でシステムを駆動させて、蒸発ガスが前記圧縮機に供給されると、前記第１バルブを閉じて、蒸発ガスが前記圧縮機、前記第１４バルブ、前記冷媒熱交換器、前記冷媒減圧装置、再び前記冷媒熱交換器及び前記第１２のバルブを循環する閉ループの冷媒サイクルを形成させることができる。

【0024】

前記予備圧縮機が故障した場合、前記第３バルブ、前記第４バルブ、前記第１２バルブ、前記第１４バルブ及び前記第１５バルブは閉じ、前記第１バルブと前記第２バルブは開いて、前記貯蔵タンクから排出された後前記蒸発ガス熱交換器を通過した蒸発ガスが、前記第１バルブ、前記圧縮機及び前記第２バルブを経て燃料需要先に供給されることができる。

【0025】

前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、前記第５バルブ、前記第６バルブ、前記第９バルブ及び前記第１３バルブは開いて、前記第４バルブ、前記第１０バルブ、前記第１２バルブ、前記第１４バルブ及び前記第１５バルブは閉じて、前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガスと前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスを合流させて運用することができる。

【0026】

前記圧縮機が故障した場合、前記第１バルブ、前記第５バルブ、前記第６バルブ及び前記第９バルブを閉じて、前記貯蔵タンクから排出された後前記蒸発ガス熱交換器を通過した蒸発ガスが、前記第３バルブ、前記予備圧縮機、前記第１３バルブ及び前記第２バルブを経て燃料需要先に供給されることができる。

【0027】

前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、前記第５バルブ、前記第６バルブ及び前記第９バルブは開いて、前記第４バルブ、前記第１０バルブ、前記第１２バルブ、前記第１３バルブ、前記第１４バルブ及び前記第１５バルブは閉じて、前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガスと前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスを分離して運用することができる。

【0028】

前記圧縮機が故障した場合、前記第１バルブ、前記第５バルブ、前記第６バルブ及び前記第９バルブを閉じ、前記第１３バルブを開いて、前記貯蔵タンクから排出された後前記蒸発ガス熱交換器を通過した蒸発ガスが、前記第３バルブ、前記予備圧縮機、前記第１３バルブ及び前記第２バルブを経て燃料需要先に供給されることができる。

【0029】

前記目的を達成するための本発明の更に一様態によれば、液化ガス貯蔵タンクから排出される蒸発ガスを二つに分岐させ、前記分岐された二つの流れの蒸発ガスを圧縮機または予備圧縮機によって圧縮し、前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガス及び前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスのうち少なくとも１つ以上を、燃料需要先に供給したり、再液化させて前記貯蔵タンクに復帰させたり（以下、「復帰蒸発ガス」という。）、再循環させたりして（以下、「再循環蒸発ガス」という。）、前記復帰蒸発ガスは、前記貯蔵タンクから排出された蒸発ガスと熱交換されて冷却された後、前記再循環蒸発ガスと熱交換されてさらに冷却され、前記再循環蒸発ガスは、冷却および膨張された後、前記復帰蒸発ガスと熱交換されることを特徴とする方法が提供される。

【0030】

前記圧縮機の下流のラインと前記予備圧縮機の下流のラインが連結されて、前記圧縮機によって圧縮された蒸発ガスは、前記予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスと合流することができる。

【発明の効果】

【0031】

本発明は、従来の部分再液化システム（ＰＲＳ）に比べて、蒸発ガスが冷媒熱交換器による付加的な冷却過程を経てから減圧されるため、再液化効率と再液化量を増加させることができる。特に、別の冷媒を利用する冷凍サイクルを使用しなくても、残った蒸発ガスの大部分または全部の再液化が可能であるため経済的である。

【0032】

また、本発明によれば、蒸発ガスの排出量、船舶の運航速度に応じたエンジン負荷などに応じて冷媒流量と冷熱供給の流動的な制御が可能である。

【0033】

本発明の一実施例によれば、既に設置されていた予備圧縮機を利用して、再液化効率と再液化量を増加させるため、船内空間の確保に貢献して、追加の圧縮機の設置費用を低減することができる。特に、予備圧縮機によって圧縮された蒸発ガスだけでなく、圧縮機によって圧縮された蒸発ガスも冷媒熱交換器で冷媒として使用することができ、冷媒熱交換器で冷媒として使用される蒸発ガスの流量を増加させることができるため、再液化効率と再液化量をさらに増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】従来の部分再液化システムを概略的に示した構成図である。

【図2】本発明の第１実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【図3】本発明の第２実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【図4】本発明の第３実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【図5】本発明の第４実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【図6】本発明の第５実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【図7】温度と圧力によるメタンの相変化を概略的に示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、添付した図面を参照して、本発明の好適な実施例の構成と作用を詳細に説明する。本発明の船舶は、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と液化ガス貯蔵タンクを備えた船舶などに多様な応用と適用が可能である。また、下記実施例は、様々な形態として変形が可能であり、本発明の範囲は下記の実施例に限定されない。

【0036】

後述する本発明の蒸発ガス処理システムは、低温液体貨物または液化ガスを貯蔵することができる貯蔵タンクが設置された全種類の船舶と海上構造物、すなわち、液化天然ガス運搬船、液化エタンガス（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｅｔｈａｎｅ Ｇａｓ）運搬船、ＬＮＧ−ＲＶなどの船舶をはじめ、ＬＮＧ−ＦＰＳＯ、ＬＮＧ−ＦＳＲＵなどの海上構造物に適用することができる。ただし、後述の実施例では、説明のため、代表的な低温液体貨物の液化天然ガスを例に挙げて説明する。

【0037】

また、本発明の各ラインにおいての流体は、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り得る。

【0038】

図１は、従来の部分再液化システムを概略的に示した構成図である。

【0039】

図１を参照すると、従来の部分再液化システムで、液体貨物を貯蔵する貯蔵タンクで発生して排出される蒸発ガスは、配管に沿って移送されて蒸発ガス圧縮部（１０）で圧縮される。

【0040】

貯蔵タンク（Ｔ）は、液化天然ガスなどの液化ガスを極低温状態で貯蔵できるように密封障壁および断熱障壁を備えているが、外部から伝達される熱を完全に遮断することはできなく、タンク内では液化ガスの蒸発が継続で行われ、タンク内圧が上昇し得るが、このような蒸発ガスによるタンク圧力の過度な上昇を防ぎ、適正なレベルの耐圧を維持するために貯蔵タンク内の蒸発ガスを排出させ、蒸発ガス圧縮部（１０）に供給する。

【0041】

貯蔵タンクから排出されて蒸発ガス圧縮部（１０）で圧縮された蒸発ガスを第１ストリームと称し、圧縮された蒸発ガスの第１ストリームを第２ストリームと第３ストリームに分け、第２ストリームは液化させて貯蔵タンク（Ｔ）に復帰させるように構成し、第３ストリームは船内の推進用エンジンや発電用エンジンなどのガス燃料消費先に供給するように構成することができる。この場合、蒸発ガス圧縮部（１０）は燃料消費先の供給圧力まで蒸発ガスを圧縮することができ、第２のストリームは必要に応じて蒸発ガス圧縮部の全部または一部を経て分岐させることができる。燃料消費先の燃料必要量に応じて、第３のストリームに圧縮された蒸発ガスの全部を供給することもでき、第２ストリームに全量を供給して圧縮された蒸発ガスの全部を貯蔵タンクに復帰させることもできる。ガス燃料消費先は、高圧ガス噴射エンジン（例えば、ＭＤＴ社が開発したＭＥ−ＧＩエンジンなど）と低圧ガス噴射エンジン（例えば、Ｗａｒｔｓｉｌａ社のＸ−ＤＦエンジン（Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｘ−Ｄｕａｌ Ｆｕｅｌ ｅｎｇｉｎｅ）など）をはじめ、ＤＦ−Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、ガスタービン、ＤＦＤＥなどを例に挙げることができる。

【0042】

この際、圧縮された蒸発ガスの第２ストリームを液化させることができるように、熱交換器（２０）を設置し、貯蔵タンクから発生する蒸発ガスを圧縮された蒸発ガスの冷熱供給源として利用する。熱交換器（２０）を経て蒸発ガス圧縮部の圧縮過程での温度が上昇した圧縮された蒸発ガス、すなわち第２ストリームは冷却され、貯蔵タンクで発生して熱交換器（２０）に導入された蒸発ガスは、加熱されて蒸発ガス圧縮部（１０）に供給される。

【0043】

圧縮前の蒸発ガスの流量が第２ストリームの流量より多いため、圧縮された蒸発ガスの第２ストリームは、圧縮前の蒸発ガスから冷熱の供給を受け、少なくとも一部が液化することができる。このように熱交換器では、貯蔵タンクから排出された直後の低温蒸発ガスと蒸発ガス圧縮部で圧縮された高圧状態の蒸発ガスを熱交換させて高圧蒸発ガスを液化させる。

【0044】

熱交換器（２０）を経た第２ストリームの蒸発ガスは、膨張バルブや膨張機などの膨張手段（３０）を通過しながら減圧されながらさらに冷却され、気液分離器（４０）に供給される。液化された蒸発ガスは、気液分離器で気体成分と液体成分に分離され、液体成分、すなわち、液化天然ガスは、貯蔵タンクに復帰し、気体成分、すなわち、蒸発ガスは、貯蔵タンクから排出されて熱交換器（２０）と蒸発ガス圧縮部（１０）に供給される蒸発ガスの流れに合流したり、再び熱交換器（２０）に供給され、蒸発ガス圧縮部（１０）で圧縮された高圧状態の蒸発ガスを熱交換させる冷熱源として活用されることもできる。もちろん、ガス燃焼装置（Ｇａｓ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ；ＧＣＵ）などに送られて燃焼させたり、ガス消費先（ガスエンジンを含む）に送られて消耗させることもできる。蒸発ガスの流れに合流する前、気液分離器で分離された気体をさらに減圧させるために、更に他の膨張手段（５０）が設置され得る。

【0045】

図２は、本発明の第１実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【0046】

図２を参照すると、本実施例のシステムは、貯蔵タンクに貯蔵された低温液体貨物から発生する蒸発ガス（Ｂｏｉｌ Ｏｆｆ Ｇａｓ）の供給を受け、蒸発ガスを冷媒として循環させる冷媒循環部（３００ａ）を構成したことを特徴とする。

【0047】

このため、貯蔵タンクから冷媒循環部（３００ａ）に蒸発ガスを供給する冷媒供給ライン（ＣＳＬａ）が備えられ、冷媒供給ラインにはバルブ（４００ａ）が設けられ、冷媒循環部を循環できる十分な量の蒸発ガスが供給されると、冷媒供給ライン（ＣＳＬａ）を遮断し、冷媒循環部（３００ａ）は、閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ）で運用される。

【0048】

前述した基本的な実施例と同様に、第１拡張実施例においても、貯蔵タンク（Ｔ）の低温液体貨物から発生する蒸発ガスを圧縮する圧縮機（１００ａ）が設けられる。貯蔵タンクで発生した蒸発ガスは蒸発ガス供給ライン（ＢＬａ）に沿って圧縮機（１００ａ）に導入される。

【0049】

本実施例の貯蔵タンク（Ｔ）は、液体貨物の荷重が断熱層に直接加わらない独立型（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｔｙｐｅ）タンクまたは貨物の荷重が断熱層に直接加わるメンブレイン型（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｔｙｐｅ）タンクであり得る。独立型タンクの場合は、２ｂａｒｇ以上の圧力に耐えるように設計された圧力容器で使用することも可能である。

【0050】

一方、本実施例では、蒸発ガスの再液化のためのラインだけを図示したが、圧縮機で圧縮された蒸発ガスは、船舶又は海上構造物の推進用エンジンおよび発電用エンジンなどの燃料需要先に燃料として供給されることができ、燃料消費量が蒸発ガスの全量を消費することができるときには、再液化された蒸発ガスがないこともある。船舶が停泊しているなど、ガス燃料の消費量が少ない場合には、蒸発ガスの全量を蒸発ガス再液化ライン（ＲＬａ）に供給することもできる。

【0051】

圧縮された蒸発ガスは蒸発ガス再液化ライン（ＲＬａ）に沿って蒸発ガス熱交換器（２００ａ）に供給されるが、蒸発ガス熱交換器（２００ａ）は蒸発ガス再液化ライン（ＲＬａ）と蒸発ガス供給ライン（ＢＬａ）にわたって設けられ、圧縮機（１００ａ）に導入される蒸発ガスと圧縮機の少なくとも一部を経て圧縮された蒸発ガスを熱交換させる。圧縮過程で温度が高くなった蒸発ガスは、貯蔵タンクから発生して圧縮機（１００ａ）に導入される低温蒸発ガスと熱交換によって冷却される。

【0052】

蒸発ガス熱交換器（２００ａ）の下流には、冷媒熱交換器（５００ａ）が設けられ、圧縮後に蒸発ガス熱交換器で熱交換された蒸発ガスは、冷媒循環部（３００ａ）を循環する蒸発ガスと熱交換によってさらに冷却される。

【0053】

冷媒循環部（３００ａ）は、貯蔵タンクから供給される蒸発ガスを圧縮する冷媒圧縮機（３１０ａ）と、冷媒圧縮機で圧縮された蒸発ガスを冷却する冷却器（３２０ａ）と、冷却器で冷却された蒸発ガスを減圧させて追加冷却する冷媒減圧装置（３３０ａ）とを備える。冷媒減圧装置（３３０ａ）は、蒸発ガスを断熱膨張させて冷却する膨張バルブまたは膨張機であり得る。

【0054】

冷媒減圧装置（３３０ａ）を経て冷却された蒸発ガスは、冷媒循環ライン（ＣＣＬａ）に沿って冷媒として冷媒熱交換器（５００ａ）に供給され、蒸発ガス熱交換器（２００ａ）を経て供給された蒸発ガスと、冷媒熱交換器（５００ａ）で熱交換によって、蒸発ガスを冷却させることになる。冷媒熱交換器（５００ａ）を経た冷媒循環ライン（ＣＣＬａ）の蒸発ガスは、冷媒圧縮機（３１０ａ）に循環されて、前述した圧縮および冷却過程を経て冷媒循環ラインを循環することになる。

【0055】

一方、冷媒熱交換器（５００ａ）で冷却された蒸発ガス再液化ライン（ＲＬａ）の蒸発ガスは、第１減圧装置（６００ａ）を経て減圧される。第１減圧装置（６００ａ）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り得る。

【0056】

減圧された蒸発ガスは、第１減圧装置（６００ａ）の下流の気液分離器（７００ａ）に供給され、気液分離され、気液分離器（７００ａ）で分離された液体、すなわち液化天然ガスは、貯蔵タンク（Ｔ）に供給され、再貯蔵される。

【0057】

気液分離器（７００ａ）で分離された気体、すなわち蒸発ガスは、第２減圧装置（８００ａ）を経てさらに減圧され、貯蔵タンク（Ｔ）から蒸発ガス熱交換器（２００ａ）に導入される蒸発ガスの流れに合流されるか、再び蒸発ガス熱交換器（２００ａ）に供給されて圧縮機（１００ａ）で圧縮された高圧状態の蒸発ガスを熱交換させる冷熱源として活用されることもできる。もちろん、ガス燃焼装置（Ｇａｓ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ；ＧＣＵ）などに送られて燃焼させたり、燃料需要先（ガスエンジンを含む）に送られて消耗させることもできる。

【0058】

図３は、本発明の第２実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【0059】

図３を参照すると、本実施例は、冷媒循環部（３００ｂ）で、冷却器（３２０ｂ）から冷媒減圧装置（３３０ｂ）に導入される蒸発ガスを、冷媒減圧装置（３３０ｂ）で減圧された蒸発ガスと熱交換によって冷却させた後、冷媒減圧装置（３３０ｂ）に供給するように構成した。

【0060】

蒸発ガスは冷媒減圧装置（３３０ｂ）を経て減圧されながら冷却されるため、冷媒減圧装置の下流の蒸発ガスは、冷媒減圧装置の上流の蒸発ガスよりも温度が低く、本実施例では、この点を考慮して、冷媒減圧装置の上流の蒸発ガスを下流の蒸発ガスと熱交換させて冷却した後、減圧装置に導入させる。このため、図３に示した通り、冷媒熱交換器（５００ｂ）に冷媒減圧装置（３３０ｂ）の上流の蒸発ガスを供給することができる（図３のＡ部分）。必要に応じて冷媒減圧装置の上流と下流の蒸発ガスが熱交換できる別の熱交換装置を追加的に設けることもできる。

【0061】

以上で説明した通り、本実施例のシステムは、貯蔵タンクの液体貨物から発生する蒸発ガスを再液化して貯蔵することが可能であるため、液体貨物の輸送率を高めることができる。特に船内ガス消費先の燃料消費量が少ない場合でも、貯蔵タンクの圧力上昇を防ぐために、ガス燃焼装置（Ｇａｓ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ；ＧＣＵ）などで燃焼させて浪費される貨物の量を減らすか、またはなくすことが可能であるため、エネルギーの浪費を防ぐことができる。

【0062】

また、蒸発ガスを冷媒として循環させ、蒸発ガスの再液化のための冷熱源として活用することで、別の冷媒サイクルを構成しなくても、蒸発ガスを効果的に再液化させることができ、別の冷媒を供給する必要がないため、船内の空間確保に貢献し経済的である。また、冷媒サイクルの冷媒が足りなくなると、貯蔵タンクから補充することができ、円滑な冷媒補充が行われ、冷媒サイクルの効果的運用ができる。

【0063】

前述のように、蒸発ガス自体の冷熱を多段階に利用して蒸発ガスを再液化することができるため、船内の蒸発ガス処理システムの構成を簡素化することができ、複雑な蒸発ガス処理装置の設置と運用費用を低減することができる。

【0064】

図４は、本発明の第３実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【0065】

図４を参照すると、本実施例の船舶は、貯蔵タンク（Ｔ）の下流に設置される蒸発ガス熱交換器（１１０）；蒸発ガス熱交換器（１１０）の下流に設置されて、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスを圧縮する圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）；圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスの温度を下げる冷却器（１３０）；予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスの温度を下げる予備冷却器（１３２）；圧縮機（１２０）の上流に設置される第１バルブ（１９１）；冷却器（１３０）の下流に設置される第２バルブ（１９２）；予備圧縮機（１２２）の上流に設置される第３バルブ（１９３）；予備冷却器（１３２）の下流に設置される第４バルブ（１９４）；蒸発ガス熱交換器（１１０）によって冷却された蒸発ガスをさらに冷却する冷媒熱交換器（１４０）；冷媒熱交換器（１４０）を通過した蒸発ガスを膨張させた後、再び冷媒熱交換器（１４０）に送る冷媒減圧装置（１６０）；冷媒熱交換器（１４０）によってさらに冷却された蒸発ガスを膨張させる第１減圧装置（１５０）；を備える。

【0066】

貯蔵タンク（Ｔ）で自然的に発生して排出された蒸発ガスは、第１供給ライン（Ｌ１）に沿って燃料需要先（１８０）に供給される。蒸発ガス熱交換器（１１０）は、第１供給ライン（Ｌ１）に設置されて貯蔵タンク（Ｔ）から排出された直後の蒸発ガスから冷熱を回収する。本実施例の船舶は、燃料需要先（１８０）の上流に設置されて、燃料需要先（１８０）に送られる蒸発ガスの流量と開閉を調節する第１１バルブ（２０３）をさらに備えることができる。

【0067】

蒸発ガス熱交換器（１１０）は、貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスの供給を受け、復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給される蒸発ガスを冷却させる冷媒として使用する。復帰ライン（Ｌ３）上には蒸発ガスの流量と開閉を調節する第５バルブ（１９５）が設置され得る。

【0068】

圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスを圧縮する。圧縮機（１２０）は、第１供給ライン（Ｌ１）上に設置され、予備圧縮機（１２２）は、第２供給ライン（Ｌ２）上に設置される。第２供給ライン（Ｌ２）は、圧縮機（１２０）の上流の第１供給ライン（Ｌ１）から分岐して圧縮機（１２０）の下流の第１供給ライン（Ｌ１）に連結される。また、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、並列に設置され、同じ性能の圧縮機であり得る。

【0069】

一般的に船舶には、圧縮機（１２０）と冷却器（１３０）が故障した場合に備えて、予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）をさらに設置する。従来は、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障していない平常時には、予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）を使用しなかった。

【0070】

すなわち、従来は、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障していない平常時には、予備圧縮機（１２２）の上流の第３バルブ（１９３）と、予備冷却器（１３２）の下流の第４バルブ（１９４）とを閉じて、蒸発ガスが圧縮機（１２０）と冷却器（１３０）を通過して燃料需要先（１８０）に供給されるように構成し、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障した場合には、予備圧縮機（１２２）の上流の第３バルブ（１９３）と予備冷却器（１３２）の下流の第４バルブ（１９４）は開いて、圧縮機（１２０）の上流の第１バルブ（１９１）と冷却器（１３０）の下流の第２バルブ（１９２）を閉じて、蒸発ガスが予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）を通過して燃料需要先（１８０）に供給されるように構成した。

【0071】

本発明は、従来の船舶に設置されていたにも関わらず使用されなかった予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）を使用して、蒸発ガスの再液化効率と再液化量を高めるためのものであり、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを、一部は燃料需要先（１８０）に送り、他の一部は冷媒熱交換器（１４０）で蒸発ガスをさらに冷却する冷媒として用いる。

【0072】

図７は、温度と圧力によるメタンの相変化を概略的に示したグラフである。図７を参照すると、メタンは約−８０℃以上の温度および約５５ｂａｒ以上の圧力条件になると超臨界流体状態になる。すなわち、メタンの場合、約−８０℃、５５ｂａｒの状態が臨界点になる。超臨界流体の状態は、液体状態や気体状態と異なる第３の状態である。

【0073】

また、臨界点以上の圧力で臨界点より低い温度になると、一般的な液体の状態とは異なる、高密度の超臨界流体状態と類似した状態になることができ、臨界点以上の圧力と臨界点以下の温度の蒸発ガスの状態を、以下、「高圧液体状態」という。

【0074】

圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスは、圧縮された程度によって、気体状態または超臨界流体状態であり得る。

【0075】

復帰ライン（Ｌ３）を介して蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる蒸発ガスが気体状態である場合には、蒸発ガスは蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過しながら温度が低くなって、液体と気体の混合状態であることができ、超臨界流体状態である場合には、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過しながら温度が低くなって、「高圧液体状態」になり得る。

【0076】

蒸発ガス熱交換器（１１０）によって冷却された蒸発ガスは、冷媒熱交換器（１４０）を通過しながら温度がより低くなり、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスが液体と気体の混合状態ある場合には、蒸発ガスは冷媒熱交換器（１４０）を通過しながら温度がより低くなって液体の割合がより高い混合状態又は液体状態になり、「高圧液体状態」である場合には、冷媒熱交換器（１４０）を通過しながら温度がより低くなる。

【0077】

また、冷媒熱交換器（１４０）を通過した蒸発ガスが「高圧液体状態」である場合にも、蒸発ガスは第１減圧装置（１５０）を通過しながら圧力が低くなり、液体の状態又は液体と気体の混合状態になる。

【0078】

蒸発ガスが第１減圧装置（１５０）によって圧力が同様のレベル（図７のＰ）まで低くなっても、温度が高い状態で減圧された場合（図７のＸ→Ｘ′）より温度が低い状態で減圧された場合（図７のＹ→Ｙ′）に液体の割合がより高い混合状態になる。また、温度をもっと下げることが可能であれば、理論的に蒸発ガスを１００％再液化することも可能である（図７のＺ→Ｚ′）ことが分かる。したがって、第１減圧装置（１５０）を通過する前に、冷媒熱交換器（１４０）によって蒸発ガスをもう一回冷却すると、再液化効率と再液化量が高められる。

【0079】

また、図４を参照すると、本実施例では、第１実施例及び第２実施例で蒸発ガスをさらに冷却するための冷媒循環部（３００ａ、３００ｂ）を閉ループで構成したことに比べて、冷媒サイクルを開ループで構成したことに相違点がある。

【0080】

第１実施例及び第２実施例では、冷媒循環部（３００ａ、３００ｂ）を閉ループで構成して、冷媒圧縮機（３１０ａ、３１０ｂ）によって圧縮された蒸発ガスは、冷媒熱交換器（５００ａ、５００ｂ）で冷媒として使用されるのみであり、燃料需要先に送られることと再液化過程を経ることは不可能である。

【0081】

一方、本実施例では、冷媒サイクルを開ループで構成して、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスが圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと合流した後、合流された蒸発ガスの一部は燃料需要先（１８０）に送られ、他の一部は再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）の冷媒として使用され、残りの一部は復帰ライン（Ｌ３）に沿って再液化過程を経ることになる。

【0082】

再循環ライン（Ｌ５）は、圧縮機（１２０）の下流の第１供給ライン（Ｌ１）から分岐して圧縮機（１２０）の上流の第１供給ライン（Ｌ１）に連結されるラインである。第１供給ライン（Ｌ１）から分岐された蒸発ガスが冷媒熱交換器（１４０）に送られる再循環ライン（Ｌ５）上には、蒸発ガスの流量と開閉を調節する第６バルブ（１９６）が設置され得る。

【0083】

冷媒サイクルを開ループで構成された本実施例では、冷媒サイクルを閉ループで構成した第１実施例及び第２実施例に比べて、圧縮機（１２０）の下流のラインと予備圧縮機（１２２）の下流のラインが連結されるという点で大きな相違点がある。すなわち、本実施例では、予備圧縮機（１２２）の下流の第２供給ライン（Ｌ２）が圧縮機（１２０）の下流の第１供給ライン（Ｌ１）と連結されて、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスが圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと合流した後、冷媒熱交換器（１４０）、燃料需要先（１８０）または蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。本実施例では、圧縮機（１２０）の下流のラインと予備圧縮機（１２２）の下流のラインが連結されている他の変形例をすべて含む。

【0084】

したがって、本実施例によれば、船舶の運航速度が増加するなど、燃料需要先（１８０）における需要量が増加する場合には、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスだけでなく、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスも燃料需要先（１８０）に送られることができる。

【0085】

しかし、一般的に、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、燃料需要先（１８０）で要求される量の約１．２倍程度の容量を有するように設計されるため、圧縮機（１２０）の容量を超えて予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスも燃料需要先（１８０）に送る必要になることは、ほとんど発生しない。むしろ貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスを燃料需要先（１８０）で全部消費することができず、再液化しなければならない蒸発ガスが増加し、大量の蒸発ガスを再液化させるために大量の冷媒が必要な場合がより頻繁である。

【0086】

本実施例によれば、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスだけでなく、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスも、冷媒熱交換器（１４０）での熱交換冷媒として使用することができるため、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過してから復帰ライン（Ｌ３）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給される蒸発ガスを、より多くの冷媒を利用してより低い温度まで冷却することができ、全般的な再液化効率と再液化量を増加させることができ、理論的には１００％再液化することも可能である。

【0087】

一般的に、船舶に設置される圧縮機（１２０、１２２）の容量を決定する場合、燃料需要先（１８０）に蒸発ガスを供給するために必要な容量と、燃料需要先（１８０）で全部消費することができず残った蒸発ガスを再液化させるために必要な容量とを考慮するが、本実施例によれば、予備圧縮機（１２２）を使用して再液化量を増加させることと再液化に必要な容量を減少させることができ、小容量の圧縮機（１２０、１２２）を設置することができるようになる。圧縮機の容量が減少されると、装置の設置と運用にかかる費用を低減することができるという長所がある。

【0088】

本実施例では、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障していない平常時にも、第１バルブ（１９１）及び第２バルブ（１９２）だけでなく、第３バルブ（１９３）及び第４バルブ（１９４）も開いて、圧縮機（１２０）、冷却器（１３０）、予備圧縮機（１２２）および予備冷却器（１３２）をすべて稼働させ、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障した場合には、再液化効率と再液化量を高めることを放棄し、第１バルブ（１９１）及び第２バルブ（１９２）を閉じて、予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）を通過した蒸発ガスのみでシステムを運用する。

【0089】

説明の便宜上、圧縮機（１２０）と冷却器（１３０）が主な役割をして、予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）が補助的な役割をすることとして説明したが、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）、冷却器（１３０）と予備冷却器（１３２）は、同じ役割を行い、一つの船に同じ役割をする圧縮機と冷却器を複数備えて、いずれかが故障した場合に、他の装備で代替できるという点で、冗長性（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）の概念を満足する。以下、同様である。

【0090】

したがって、予備圧縮機（１２２）または予備冷却器（１３２）が故障した場合にも、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障した場合と同様に、再液化効率と再液化量を高めることは放棄し、第３バルブ（１９３）及び第４バルブ（１９４）を閉じて、圧縮機（１２０）と冷却器（１３０）を通過した蒸発ガスだけでシステムを運用する。

【0091】

一方、貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスの大部分または全部が燃料需要先（１８０）の燃料として使用されることができるほどの高速で船舶が運航する場合には、再液化する蒸発ガスの量が非常に少ないことになる。したがって、船舶が高速運航する場合には、圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）のいずれかのみ駆動させることもできる。

【0092】

圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、燃料需要先（１８０）から要求される圧力で蒸発ガスを圧縮することができ、燃料需要先（１８０）は、蒸発ガスを燃料として駆動されるエンジン、発電機等であることができる。一例として、燃料需要先（１８０）が船舶推進用エンジンである場合、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、蒸発ガスを約１０〜１００ｂａｒの圧力で圧縮することができる。

【0093】

また、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、燃料需要先（１８０）がＭＥ−ＧＩエンジンである場合、蒸発ガスを約１５０ｂａｒ〜４００ｂａｒの圧力で圧縮することができ、燃料需要先（１８０）がＤＦＤＥである場合、蒸発ガスを約６．５ｂａｒの圧力で圧縮することができ、燃料需要先（１８０）がＸ−ＤＦエンジンである場合、蒸発ガスを約１６ｂａｒの圧力で圧縮することができる。

【0094】

燃料需要先（１８０）は、様々な種類のエンジンが含まれるが、一例として、燃料需要先（１８０）がＸ−ＤＦエンジンとＤＦＤＥを備える場合、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、Ｘ−ＤＦエンジンが要求する圧力まで蒸発ガスを圧縮し、ＤＦＤＥの上流には減圧装置を設置して、Ｘ−ＤＦエンジンが必要とする圧力まで圧縮された蒸発ガスの一部をＤＦＤＥが必要とする圧力まで下げてＤＦＤＥに供給することもできる。

【0095】

そのほかにも、蒸発ガス熱交換器（１１０）と冷媒熱交換器（１４０）における再液化効率と再液化量を高めるために、圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）によって、蒸発ガスの圧力が燃料需要先（１８０）から要求される圧力を超えるように蒸発ガスを圧縮し、燃料需要先（１８０）の上流には減圧装置を設置して、燃料需要先（１８０）が要求する圧力を超えるように圧縮された蒸発ガスの圧力を燃料需要先（１８０）が必要とする圧力まで下げた後、燃料需要先（１８０）に供給することもできる。

【0096】

また、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、それぞれ多段圧縮機であり得る。図４は、１つの圧縮機（１２０または１２２）によって蒸発ガスを燃料需要先（１８０）から要求される圧力まで圧縮することが図示されているが、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）が多段圧縮機である場合、蒸発ガスは複数の圧縮シリンダーによって燃料需要先（１８０）から要求される圧力まで複数回圧縮され得る。

【0097】

圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）が多段圧縮機である場合、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）の内部には、複数の圧縮シリンダーが直列に設置されることができ、複数の圧縮シリンダーの下流には、複数の冷却器がそれぞれ設置され得る。

【0098】

本実施例の冷却器（１３０）は、圧縮機（１２０）の下流に設置され、圧縮機（１２０）によって圧縮されて、圧力だけでなく温度も上がった蒸発ガスを冷却する。本実施例の予備冷却器（１３２）は予備圧縮機（１２２）の下流に設置され、予備圧縮機（１２２）によって圧縮されて、圧力だけでなく温度も上がった蒸発ガスを冷却する。冷却器（１３０）と予備冷却器（１３２）は、外部から流入した海水、清水や空気との熱交換によって蒸発ガスを冷却することができる。

【0099】

本実施例の冷媒熱交換器（１４０）は、蒸発ガス熱交換器（１１０）によって冷却された後、復帰ライン（Ｌ３）に沿って、冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガスをさらに冷却し、本実施例の冷媒減圧装置（１６０）は、冷媒熱交換器（１４０）を通過した蒸発ガスを膨張させた後、再び冷媒熱交換器（１４０）に送る。

【0100】

すなわち、冷媒熱交換器（１４０）は、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、復帰ライン（Ｌ３）に沿って、冷媒熱交換器（１４０）に供給される蒸発ガスを、冷媒減圧装置（１６０）によって膨張された蒸発ガスを冷媒として熱交換させて、さらに冷却する。

【0101】

本実施例の冷媒減圧装置（１６０）は、流体の圧力を下げるための様々な手段であることができ、冷媒減圧装置（１６０）を通過する直前の流体の状態と通過した直後の流体の状態は、システムの運用条件によって異なることがある。ただし、冷媒減圧装置（１６０）が膨張機である場合、冷媒減圧装置（１６０）の物理的な損傷を防止するために、冷媒減圧装置（１６０）を通過する直前の流体と通過した直後の流体は、気体状態で維持されることが好ましい。以下、同様である。

【0102】

冷媒減圧装置（１６０）を通過し冷媒熱交換器（１４０）で熱交換の冷媒として使用される蒸発ガスは、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスが予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスと合流した後、合流した蒸発ガスの一部が再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給され、冷媒熱交換器（１４０）で冷媒減圧装置（１６０）を通過した蒸発ガスを冷媒として熱交換されて冷却された後冷媒減圧装置（１６０）に供給されたものである。

【0103】

また、第１供給ライン（Ｌ１）から再循環ライン（Ｌ５）に沿って、冷媒熱交換器（１４０）に供給される蒸発ガスは、冷媒熱交換器（１４０）で先に冷却され、冷媒減圧装置（１６０）によってさらに冷却された後、再び冷媒熱交換器（１４０）に送られ、冷媒として使用される。

【0104】

すなわち、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスが予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスと合流し再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給される流れ；と、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過し復帰ライン（Ｌ３）に沿って、冷媒熱交換器（１４０）に供給される蒸発ガス；は、両方、冷媒減圧装置（１６０）を通過した蒸発ガスを冷媒にして、熱交換されて冷却される。

【0105】

本実施例の第１減圧装置（１５０）は、復帰ライン（Ｌ３）上に設置され、蒸発ガス熱交換器（１１０）と冷媒熱交換器（１４０）によって冷却された蒸発ガスを膨張させる。圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスは、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスと合流した後、一部は分岐して、復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）、冷媒熱交換器（１４０）と第１減圧装置（１５０）を通過し、一部または全部が再液化される。

【0106】

第１減圧装置（１５０）は、蒸発ガスを膨張させて冷却できるすべての手段を備え、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り得る。

【0107】

本実施例の船舶は、第１減圧装置（１５０）の下流の復帰ライン（Ｌ３）上に設置され、第１減圧装置（１５０）から排出される気液混合物を気体成分と液体成分に分離する気液分離器（１７０）を備えることができる。

【0108】

本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合は、第１減圧装置（１５０）を通過した液体または気液混合状態の蒸発ガスは、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られる。

【0109】

本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合、第１減圧装置（１５０）を通過した蒸発ガスは、気液分離器（１７０）に送られ、気体成分と液体成分に分離される。気液分離器（１７０）によって分離された液体成分は、復帰ライン（Ｌ３）に沿って貯蔵タンク（Ｔ）に復帰し、気液分離器（１７０）によって分離された気体成分は、気液分離器（１７０）から蒸発ガス熱交換器（１１０）の上流の第１供給ライン（Ｌ１）まで延長される気体排出ライン（Ｌ４）に沿って、蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給される。

【0110】

本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合、気液分離器（１７０）によって分離されて貯蔵タンク（Ｔ）に送られる液体の流量を調節する第７バルブ（１９７）；及び気液分離器（１７０）によって分離されて蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる気体の流量を調節する第８バルブ（１９８）；をさらに備えることができる。

【0111】

本実施例の第１ないし第８のバルブ及び第１１バルブは（１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、２０３）は、システム運用状況を人が直接判断して手動で調整することと、事前に設定された値によって開閉されるように自動的に調整することができる。

【0112】

本発明の一実施例に係る蒸発ガス再液化装置の作用を容易に説明するため、蒸発ガスの主要な流れを定義する。貯蔵タンク（Ｔ）で発生する蒸発ガスと気液分離器（１７０）から排出される気体が蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給される流れを第１流れ（１００）、蒸発ガス熱交換器（１１０）から圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）に供給された後に圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）から排出されて燃料需要先（１８０）に供給される流れを第２流れ（１０２）、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）の下流で第２流れ（１０２）から分岐し冷媒熱交換器（１４０）に供給される流れを第３流れ（１０４）、圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）の下流で第２流れ（１０２）から分岐し蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給される流れを第４流れ（１０６）、蒸発ガス熱交換器（１１０）から冷媒熱交換器（１４０）に供給される流れを第５流れ（１０８）と定義する。第１流れ（１００）は、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過しながら第２流れ（１０２）になり、第４流れ（１０６）は蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過しながら第５流れ（１０８）になる。

【0113】

以下、図４を参照して、本発明の一実施例に係る蒸発ガス再液化のための装置の作用を説明する。（天然ガスに適すること、Ｘ−ＤＦに適すること、Ｘ−ＤＦと天然ガスである場合の温度と圧力、（ＭＥ−ＧＩ＋天然ガス）、（ＤＦ＋天然ガス）、（Ｘ−ＤＦ＋エタン）である場合において重要ポイントにおける温度と圧力）

【0114】

液体状態の液化ガスを貯蔵する貯蔵タンク（Ｔ）で生成された気体状態の蒸発ガスは蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給される。この時、貯蔵タンク（Ｔ）で生成された気体状態の蒸発ガスは、システムの動作後、一定時間が経過した後、気液分離器（１７０）から排出される気体状態の蒸発ガスと合流し第１流れ（１００）を形成する。最終的に蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給される蒸発ガスは第１流れ（１００）である。

【0115】

蒸発ガス熱交換器（１１０）は、第１流れ（１００）が持っている冷熱を回収し、他の蒸発ガスを冷却する役割を行う。すなわち、蒸発ガス熱交換器（１１０）は、第１流れ（１００）が持っている冷熱を回収し、第２流れ（１０２）のうち蒸発ガス熱交換器（１１０）に再供給される流れ、すなわち、第４流れ（１０６）に回収した冷熱を伝達する。

【0116】

したがって、蒸発ガス熱交換器（１１０）では第１流れ（１００）と第４流れ（１０６）との熱交換が行われ、第１流れ（１００）は加熱され、第４流れ（１０６）は冷却される。加熱された第１流れ（１００）は第２流れ（１０２）になり、冷却された第４流れ（１０６）は第５流れ（１０８）となる。

【0117】

蒸発ガス熱交換器（１１０）から排出される第２流れ（１０２）は、圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）に供給され、圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）によって圧縮される。

【0118】

圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと予備圧縮機（１２２）で圧縮された蒸発ガスが合流された第２流れ（１０２）は、一部は第３流れ（１０４）として冷媒熱交換器（１４０）に冷媒として供給され、他の一部は、第４流れ（１０６）として蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給されて冷却され、残りの一部は燃料需要先（１８０）に供給される。

【0119】

冷媒熱交換器（１４０）に供給される第３流れ（１０４）は、冷媒熱交換器（１４０）から排出されて冷媒減圧装置（１６０）で膨張された後、再び冷媒熱交換器（１４０）に供給される。このとき、１次的に冷媒熱交換器（１４０）に供給された第３流れ（１０４）は、冷媒減圧装置（１６０）で膨張された後、再び冷媒熱交換器（１４０）に供給される第３流れ（１０４）と熱交換されて冷却される。冷媒減圧装置（１６０）と冷媒熱交換器（１４０）を通過した第３流れ（１０４）は、蒸発ガス熱交換器（１１０）から排出される第２流れ（１０２）と合流し、圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）に供給される。

【0120】

蒸発ガス熱交換器（１１０）で第１流れ（１００）と熱交換して冷却された第４流れ（１０６）は、第５流れ（１０８）になって冷媒熱交換器（１４０）に供給される。冷媒熱交換器（１４０）に供給された第５流れ（１０８）は、冷媒減圧装置（１６０）を通過した第３流れ（１０４）と熱交換されて冷却された後、第１減圧装置（１５０）を通過しながら膨張される。第１減圧装置（１５０）を通過した第５流れ（１０８）は、気体と液体が混合された気液混合物の状態になる。

【0121】

気液混合物状態の第５流れ（１０８）は、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られるか、気液分離器（１７０）を通過しながら気体成分と液体成分に分離される。気液分離器（１７０）によって分離された液体成分は、貯蔵タンク（Ｔ）に供給され、気液分離器（１７０）によって分離された気体成分は、再び蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給され、前記過程を繰り返すことになる。

【0122】

図５は、本発明の第４実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【0123】

図５に図示された第４実施例の船舶は、図４に図示された第３実施例の船舶に比べて、第９バルブ（２０１）、第１０バルブ（２０２）及び第１追加ライン（Ｌ６）をさらに備え、蒸発ガスが流れる一部ライン修正し、第１実施例及び第２実施例のように冷媒サイクルを閉ループで運用することと、第３実施例のように冷媒サイクルを開ループで運用することとができるように構成したことに相違点があり、以下では相違点を中心に説明する。前述した第３実施例の船舶と同じ部材については、詳細な説明を省略する。

【0124】

図５を参照すると、本実施例の船舶は、第３実施例と同様に、蒸発ガス熱交換器（１１０）、第１バルブ（１９１）、圧縮機（１２０）、冷却器（１３０）、第２バルブ（１９２）、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）、第４バルブ（１９４）、冷媒熱交換器（１４０）、冷媒減圧装置（１６０）及び第１減圧装置（１５０）が備えられている。

【0125】

本実施例の貯蔵タンク（Ｔ）は、第３実施例と同様に、内部に液化天然ガス、液化エタンガスなどの液化ガスを貯蔵し、内部圧力が所定圧力以上になると蒸発ガスを外部に排出する。貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスは蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。

【0126】

本実施例の蒸発ガス熱交換器（１１０）は、第３実施例と同様に、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、復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスを冷却する。すなわち、蒸発ガス熱交換器（１１０）は、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスの冷熱を回収して、回収した冷熱を復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスに供給する。復帰ライン（Ｌ３）上には蒸発ガスの流量と開閉を調節する第５バルブ（１９５）が設置され得る。

【0127】

本実施例の圧縮機（１２０）は、第３実施例と同様に、第１供給ライン（Ｌ１）上に設置されて貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスを圧縮し、本実施例の予備圧縮機（１２２）は、第３実施例と同様に、第２供給ライン（Ｌ２）上に圧縮機（１２０）と並列に設置され、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスを圧縮する。圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、同じ性能の圧縮機であること、または、それぞれ多段圧縮機であることができる。

【0128】

本実施例の圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、第３実施例と同様に、燃料需要先（１８０）から要求される圧力まで蒸発ガスを圧縮することができる。また、燃料需要先（１８０）が複数種類のエンジンを備えた場合には、より高い圧力を必要とするエンジン（以下、「高圧エンジン」という。）の要求圧力に合わせて蒸発ガスを圧縮した後、一部は高圧エンジンに供給し、他の一部は、より低い圧力を必要とするエンジン（以下、「低圧エンジン」という。）の上流に設置された減圧装置によって減圧させて低圧エンジンに供給することができる。そのほかにも、蒸発ガス熱交換器（１１０）と冷媒熱交換器（１４０）における再液化効率と再液化量を高めるために、蒸発ガスを圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）によって燃料需要先（１８０）から要求される圧力以上の高圧で圧縮し、燃料需要先（１８０）の上流には、減圧装置を設置して、高圧で圧縮された蒸発ガスの圧力を燃料需要先（１８０）が必要とする圧力まで下げた後、燃料需要先（１８０）に供給することもできる。

【0129】

本実施例の船舶は、第３実施例と同様に、燃料需要先（１８０）の上流に設置されて、燃料需要先（１８０）に送られる蒸発ガスの流量と開閉を調節する第１１バルブ（２０３）をさらに備えることができる。

【0130】

本実施例の船舶は、第３実施例と同様に、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを冷媒熱交換器（１４０）で蒸発ガスをさらに冷却する冷媒として使用するため、再液化効率と再液化量を高めることができる。

【0131】

本実施例の冷却器（１３０）は、第３実施例と同様に、圧縮機（１２０）の下流に設置され、圧縮機（１２０）を通過して圧力だけでなく温度も上がった蒸発ガスを冷却する。本実施例の予備冷却器（１３２）は、第３実施例と同様に、予備圧縮機（１２２）の下流に設置され、予備圧縮機（１２２）を通過して圧力だけでなく温度も上がった蒸発ガスを冷却する。

【0132】

本実施例の冷媒熱交換器（１４０）は、第３実施例と同様に、復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給され、蒸発ガス熱交換器（１１０）によって冷却された蒸発ガスをさらに冷却する。

【0133】

本実施例によれば、第３実施例と同様に、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスが蒸発ガス熱交換器（１１０）だけでなく、冷媒熱交換器（１４０）でさらに冷却され、より低い温度の状態で第１減圧装置（１５０）に供給されることができるため、再液化効率と再液化量が高くなる。

【0134】

本実施例の冷媒減圧装置（１６０）は、第３実施例と同様に、冷媒熱交換器（１４０）を通過した蒸発ガスを膨張させた後、再び冷媒熱交換器（１４０）に送る。

【0135】

本実施例の第１減圧装置（１５０）は、第３実施例と同様に、復帰ライン（Ｌ３）上に設置され、蒸発ガス熱交換器（１１０）と冷媒熱交換器（１４０）によって冷却された蒸発ガスを膨張させる。本実施例の第１減圧装置（１５０）は、蒸発ガスを膨張させて冷却することができるすべての手段を備え、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り得る。

【0136】

本実施例の船舶は、第３実施例と同様に、第１減圧装置（１５０）の下流の復帰ライン（Ｌ３）上に設置され、第１減圧装置（１５０）から排出される気液混合物を気体成分と液体成分に分離する気液分離器（１７０）を備えることができる。

【0137】

第３実施例と同様に、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合には、第１減圧装置（１５０）を通過した液体状態または気液混合状態の蒸発ガスは、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られ、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合には、第１減圧装置（１５０）を通過した蒸発ガスは、気液分離器（１７０）に送られ、気体成分と液体成分に分離される。気液分離器（１７０）によって分離された液体成分は、復帰ライン（Ｌ３）に沿って貯蔵タンク（Ｔ）に復帰し、気液分離器（１７０）によって分離された気体成分は、気液分離器（１７０）から蒸発ガス熱交換器（１１０）の上流の第１供給ライン（Ｌ１）まで延長される気体排出ライン（Ｌ４）に沿って、蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給される。

【0138】

本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合、第３実施例と同様に、気液分離器（１７０）によって分離されて貯蔵タンク（Ｔ）に送られる液体の流量を調節する第７バルブ（１９７）；及び気液分離器（１７０）によって分離されて蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる気体の流量を調節する第８バルブ（１９８）；をさらに備えることができる。

【0139】

ただし、本実施例の船舶は、第３実施例とは異なり、再循環ライン（Ｌ５）と第２供給ライン（Ｌ２）との間を連結する第１追加ライン（Ｌ６）；再循環ライン（Ｌ５）上に設置される第９バルブ（２０１）；及び第１追加ライン（Ｌ６）上に設置される第１０バルブ（２０２）；をさらに備える。また、本実施例の船舶は、第６バルブを選択的に備えている第３実施例と異なり、第１供給ライン（Ｌ１）から分岐された蒸発ガスが冷媒熱交換器（１４０）に送られる再循環ライン（Ｌ５）上に設置されて蒸発ガスの流量と開閉を調節する第６バルブ（１９６）を必須的に備える。

【0140】

本実施例の第１追加ライン（Ｌ６）の一端は、冷媒減圧装置（１６０）によって膨張された後、冷媒熱交換器（１４０）を通過した蒸発ガスを第１供給ライン（Ｌ１）に送る再循環ライン（Ｌ５）上に連結され、他端は第３バルブ（１９３）と予備圧縮機（１２２）との間の第２の供給ライン（Ｌ２）上に連結される。

【0141】

本実施例の第９バルブ（２０１）は、再循環ライン（Ｌ５）が圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）の上流の第１供給ライン（Ｌ１）と接する地点と、再循環ライン（Ｌ５）が第１追加ライン（Ｌ６）と接する地点との間の再循環ライン（Ｌ５）上に設置される。

【0142】

また、本実施例の船舶は、第３実施例と異なり、予備圧縮機（１２２）の下流側の第２供給ライン（Ｌ２）が、第１供給ライン（Ｌ１）ではなく、再循環ライン（Ｌ５）と連結される。

【0143】

本実施例の第１ないし第１１バルブ（１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、２０１、２０２、２０３）は、システム運用状況を人が直接判断して、手動で調整することと、予め設定された値によって開閉されるように自動的に調整することとができる。

【0144】

本実施例の船舶における第３実施例と異なる特徴は、冷媒サイクルを開ループだけでなく、閉ループでも運用できるようにし、船舶の運航条件に応じて、再液化システムをより柔軟に使用することが可能であり、以下、バルブ制御を介して、冷媒サイクルを閉ループで運用する方法および開ループで運用する方法を説明する。

【0145】

本実施例における船舶の冷媒サイクルを閉ループで運用するために、まず、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）、第３バルブ（１９３）、第４バルブ（１９４）及び第１０バルブ（２０２）は開いて、第６バルブ（１９６）及び第９バルブ（２０１）は閉じた状態で、システムを駆動させる。

【0146】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスが再循環ライン（Ｌ５）に供給されると、第３バルブ（１９３）を閉じて、蒸発ガスが予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）、第４バルブ（１９４）、冷媒熱交換器（１４０）、冷媒減圧装置（１６０）、再び冷媒熱交換器（１４０）及び第１０バルブ（２０２）を循環する閉ループの冷媒サイクルを形成する。

【0147】

冷媒サイクルを閉ループで構成する場合には、窒素ガスが閉ループを循環する冷媒として使用され得る。この場合、本実施例の貯蔵タンクは、窒素ガスを閉ループの冷媒サイクル内に導入させる配管をさらに備えることができる。

【0148】

冷媒サイクルが閉ループで運用される場合、閉ループを循環する蒸発ガスのみが冷媒熱交換器（１４０）における冷媒として使用され、圧縮機（１２０）を通過した蒸発ガスは、冷媒サイクルに導入されず、燃料需要先（１８０）に供給されるか、復帰ライン（Ｌ３）に沿って再液化過程を経ることになる。したがって、再液化量や燃料需要先（１８０）から要求される蒸発ガス量に関係なく一定流量の蒸発ガスが冷媒熱交換器（１４０）の冷媒として循環する。

【0149】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが閉ループで運用される場合において、蒸発ガスの流れを以下のように説明する。

【0150】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスは蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、圧縮機（１２０）によって圧縮され冷却器（１３０）によって冷却された後、一部は燃料需要先（１８０）に送られ、残りの一部は復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスは、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスと熱交換されて冷却された後、冷媒熱交換器（１４０）で熱交換されてさらに冷却される。

【0151】

蒸発ガス熱交換器（１１０）と冷媒熱交換器（１４０）によって冷却された蒸発ガスは、第１減圧装置（１５０）によって膨張され、一部または全部が再液化される。本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合には、一部または全部が再液化された蒸発ガスは、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られ、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合には、一部または全部が再液化された蒸発ガスは、気液分離器（１７０）に送られる。気液分離器（１７０）によって分離された気体は、貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスと合流し蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られ、気液分離器（１７０）によって分離された液体は、貯蔵タンク（Ｔ）に送られる。

【0152】

一方、冷媒サイクルを循環する蒸発ガスは、予備圧縮機（１２２）によって圧縮され、予備冷却器（１３２）によって冷却された後、再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に送られる。予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）を通過してから冷媒熱交換器（１４０）に送られた蒸発ガスは、冷媒熱交換器（１４０）で１次的に熱交換されて冷却された後、冷媒減圧装置（１６０）に送られ、２次的に膨張されて冷却される。冷媒減圧装置（１６０）を通過した蒸発ガスは、再び冷媒熱交換器（１４０）に送られ、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、復帰ライン（Ｌ３）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；及び予備圧縮機（１２２）によって圧縮された後、再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；を冷却する冷媒として用いられる。冷媒減圧装置（１６０）を通過した後、冷媒熱交換器（１４０）における冷媒として使用された蒸発ガスは、再び予備圧縮機（１２２）に送られ、上述した一連の過程を繰り返す。

【0153】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが閉ループで運用される間に、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障すると、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）及び第１０バルブ（２０２）は閉じ、第３バルブ（１９３）及び第６バルブ（１９６）は開いて、貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスが、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）、第４バルブ（１９４）及び第６バルブ（１９６）を経て燃料需要先（１８０）に供給されるように構成する。予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを、冷媒熱交換器（１４０）の冷媒として使用する必要がある場合には、第９バルブ（２０１）を開いてシステムを運用することもできる。

【0154】

本実施例における船舶の冷媒サイクルを開ループに運用するために、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）、第３バルブ（１９３）、第４バルブ（１９４）、第６バルブ（１９６）と第９バルブ（２０１）は開いて、第１０バルブ（２０２）は閉じる。

【0155】

冷媒サイクルを閉ループで運用すると、冷媒サイクルを循環する蒸発ガスと、燃料需要先（１８０）に送信されるか復帰ライン（Ｌ３）に沿って再液化過程を経る蒸発ガスとが分離される。一方、冷媒サイクルを開ループで運用すると、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスとが合流し、冷媒熱交換器（１４０）で冷媒として使用されたり、燃料需要先（１８０）に送られたり、復帰ライン（Ｌ３）に沿って再液化過程を経ることになる。

【0156】

したがって、冷媒サイクルを開ループで運用すると、再液化量と燃料需要先（１８０）からの蒸発ガス要求量を考慮して、冷媒熱交換器（１４０）に送る冷媒の流量を流動的に調節することができる。特に、燃料需要先（１８０）からの蒸発ガス需要量が少ない場合、冷媒熱交換器（１４０）に送る冷媒の流量を増加させると、再液化効率と再液化量を高めることができる。

【0157】

すなわち、冷媒サイクルが閉ループで運用される場合には、予備圧縮機（１２２）の容量以上の蒸発ガスを冷媒熱交換器（１４０）に供給することは不可能であるが、冷媒サイクルが開ループで運用される場合には、予備圧縮機（１２２）の容量を超える流量の蒸発ガスを冷媒熱交換器（１４０）に供給することができる。

【0158】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが開ループで運用される場合において、蒸発ガスの流れを以下のように説明する。

【0159】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスは、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、二つの流れに分岐して、一部は第１供給ライン（Ｌ１）に送られ、残りの一部は第２供給ライン（Ｌ２）に送られる。

【0160】

第１供給ライン（Ｌ１）に送られた蒸発ガスは、第１バルブ（１９１）、圧縮機（１２０）、冷却器（１３０）と第２バルブ（１９２）を通過した後、一部は第６バルブ（１９６）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に送られ、他の一部は再び二つの流れに分岐する。二つの流れに分岐した蒸発ガスの一方は燃料需要先（１８０）に送られ、他方は復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。

【0161】

第２供給ライン（Ｌ２）に送られた蒸発ガスは、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）と第４バルブ（１９４）を通過した後、一部は冷媒熱交換器（１４０）に送られ、他の一部は第１供給ライン（Ｌ１）に送られた後、二つの流れに分岐する。二つの流れに分岐した蒸発ガスの一方は燃料需要先（１８０）に送られ、他方の流れは復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。

【0162】

説明の便宜上、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを分けて説明したが、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスは、それぞれ分離されて流れるのではなく、合流して冷媒熱交換器（１４０）、燃料需要先（１８０）または蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給される。すなわち、冷媒熱交換器（１４０）に蒸発ガスを送る再循環ライン（Ｌ５）、燃料需要先（１８０）に蒸発ガスを送る第１供給ライン（Ｌ１）、蒸発ガス熱交換器（１１０）に蒸発ガスを送る復帰ライン（Ｌ３）には、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスが混合されて流れる。

【0163】

再循環ライン（Ｌ５）に沿って、冷媒熱交換器（１４０）に送られた蒸発ガスは、冷媒熱交換器（１４０）で１次的に熱交換されて冷却され、冷媒減圧装置（１６０）によって２次的に膨張されて冷却された後、再び冷媒熱交換器（１４０）に供給される。冷媒減圧装置（１６０）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガスは、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過し復帰ライン（Ｌ３）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガスと、再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給され圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスが合流された流れを、両方を冷却する冷媒として使用される。

【0164】

すなわち、冷媒熱交換器（１４０）で冷媒として使用される蒸発ガスは、再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された後、冷媒熱交換器（１４０）で１次冷却され、冷媒減圧装置（１６０）によって２次冷却された蒸発ガスである。また、圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）から再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に送られた蒸発ガスは、冷媒減圧装置（１６０）を通過した蒸発ガスを冷媒として１次冷却される。

【0165】

冷媒減圧装置（１６０）を通過して冷媒熱交換器（１４０）で冷媒として使用された蒸発ガスは、第９バルブ（２０１）を通過して第１供給ライン（Ｌ１）に送られ、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された後、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスと合流し、上述した一連の過程を繰り返す。

【0166】

復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスは、蒸発ガス熱交換器（１１０）で１次冷却され、冷媒熱交換器（１４０）で２次冷却された後、第１減圧装置（１５０）によって膨張され、一部または全部が再液化される。

【0167】

本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られ、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは気液分離器（１７０）に送られる。気液分離器（１７０）によって分離された気体は、貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスと合流して蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られ、気液分離器（１７０）によって分離された液体は貯蔵タンク（Ｔ）に送られる。

【0168】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが開ループで運用される間に、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障すると、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）及び第９バルブ（２０１）を閉じて、貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスが、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）、第４バルブ（１９４）及び第６バルブ（１９６）を経て燃料需要先（１８０）に供給されるように構成する。予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを、冷媒熱交換器（１４０）の冷媒として使用する必要がある場合には、第９バルブ（２０１）を開いてシステムを運用することもできる。

【0169】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが開ループで運用されて、貯蔵タンク（Ｔ）に貯蔵された液化ガスが液化天然ガスであり、燃料需要先（１８０）がＸ−ＤＦエンジンであり、気液分離器（１７０）を備えた場合、各地点における流体の温度と圧力を例に挙げて説明すると、次の通りである。

【0170】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスと気液分離器（１７０）によって分離された蒸発ガスが合流して蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給されるＡ地点における蒸発ガスは、約−１２０℃、１．０６０ｂａｒａであり、約−１２０℃、１．０６０ｂａｒａの蒸発ガスが、約４３℃、２０ｂａｒａの蒸発ガスと蒸発ガス熱交換器（１１０）で熱交換された後のＢ地点における蒸発ガスは、約３℃、０．９６ｂａｒａであり得る。

【0171】

また、約３℃、０．９６ｂａｒａの蒸発ガスが、冷媒減圧装置（１６０）を通過した後、冷媒熱交換器（１４０）を通過した約２０℃、０．９６ｂａｒａの蒸発ガスと合流した後のＣ地点における蒸発ガスは、約１５℃、０．９６ｂａｒａであり得る。

【0172】

約１５℃、０．９６ｂａｒａの蒸発ガスは二つに分岐されて、一方の流れは圧縮機（１２０）によって圧縮された後、冷却器（１３０）によって冷却され、他方の流れは予備圧縮機（１２２）によって圧縮された後、予備冷却器（１３２）によって冷却され、圧縮機（１２０）及び冷却器（１３０）を通過した流れと予備圧縮機（１２２）及び予備冷却器（１３２）を通過した流れとが合流した流れであるＤ地点における蒸発ガスとＨ地点における蒸発ガスは、約４３℃、２０ｂａｒａであり得る。

【0173】

約４３℃、２０ｂａｒａの蒸発ガスが、約−１２０℃、１．０６０ｂａｒａの蒸発ガスと蒸発ガス熱交換器（１１０）で熱交換された後のＥ地点における蒸発ガスは、約−１１０℃、２０ｂａｒａであり、約−１１０℃、２０ｂａｒａの蒸発ガスが冷媒熱交換器（１４０）で冷却された後のＦ地点における蒸発ガスは、約−１５３℃、２０ｂａｒａであり、約−１５３℃、２０ｂａｒａの蒸発ガスが第１減圧装置（１５０）によって膨張された後のＧ地点における蒸発ガスは、−１５７℃、２．１ｂａｒａであり得る。

【0174】

一方、約４３℃、２０ｂａｒａの蒸発ガスが冷媒熱交換器（１４０）によって１次冷却された後のＩ地点における蒸発ガスは、約−７３℃、２０ｂａｒａであり、約−７３℃、２０ｂａｒａの蒸発ガスが冷媒減圧装置（１６０）によって２次冷却された後のＪ地点における蒸発ガスは、約−１５４℃、１．５６ｂａｒａであり、約−１５４℃、１．５６ｂａｒａの蒸発ガスが冷媒熱交換器（１４０）で冷媒として使用された後のＫ地点における蒸発ガスは、約２０℃、０．９６ｂａｒａであり得る。

【0175】

本実施例の船舶は、冷媒サイクルを開ループで運用しながらも、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスは冷媒熱交換器（１４０）における冷媒でのみ使用し、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスは、燃料需要先（１８０）に送るか復帰ライン（Ｌ３）に沿って再液化過程を経ることで、冷媒熱交換器（１４０）の冷媒としては使用されないように、予備圧縮機（１２２）と圧縮機（１２０）を独立的に運用することもできる。以下、予備圧縮機（１２２）と圧縮機（１２０）を独立的に運用する開ループの冷媒サイクルを「独立開ループ」と称する。

【0176】

本実施例における船舶の冷媒サイクルを独立開ループで運用するために、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）、第３バルブ（１９３）、第４バルブ（１９４）及び第９バルブ（２０１）は開いて、第６バルブ（１９６）及び第１０バルブ（２０２）は閉じる。冷媒サイクルを独立開ループで運用すると、開ループで運用する際に比べてシステムの運転が容易になるという利点がある。

【0177】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが独立開ループで運用される場合において、蒸発ガスの流れを以下のように説明する。

【0178】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスは蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、二つの流れに分岐して、一部は第１供給ライン（Ｌ１）に送られ、残りの一部は第２供給ライン（Ｌ２）に送られる。第１供給ライン（Ｌ１）に送られた蒸発ガスは、第１バルブ（１９１）、圧縮機（１２０）、冷却器（１３０）と第２バルブ（１９２）を通過した後、一部は燃料需要先（１８０）に送られ、他の一部は復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。第２供給ライン（Ｌ２）に送られた蒸発ガスは、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）と第４バルブ（１９４）を通過した後、再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に送られる。

【0179】

予備圧縮機（１２２）によって圧縮された後、再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に送られた蒸発ガスは、冷媒熱交換器（１４０）から１次的に熱交換されて冷却され、冷媒減圧装置（１６０）によって２次的に膨張して冷却された後、再び冷媒熱交換器（１４０）に供給され、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過して復帰ライン（Ｌ３）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；及び予備圧縮機（１２２）によって圧縮され再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；を冷却する冷媒として使用される。

【0180】

冷媒減圧装置（１６０）を通過して冷媒熱交換器（１４０）で冷媒として使用された蒸発ガスは、第９バルブ（２０１）を通過して第１供給ライン（Ｌ１）に送られ、貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスと合流し、上述した一連の過程を繰り返す。

【0181】

圧縮機（１２０）によって圧縮された後、復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスは、蒸発ガス熱交換器（１１０）で１次冷却され、冷媒熱交換器（１４０）で２次冷却された後、第１減圧装置（１５０）によって膨張され、一部または全部が再液化される。

【0182】

本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られ、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは、気液分離器（１７０）に送られる。気液分離器（１７０）によって分離された気体は、貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスと合流して蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られ、気液分離器（１７０）によって分離された液体は貯蔵タンク（Ｔ）に送られる。

【0183】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが独立開ループで運用される間に、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障すると、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）及び第９バルブ（２０１）を閉じて、第６バルブ（１９６）を開いて、貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスが、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）、第４バルブ（１９４）及び第６バルブ（１９６）を経て燃料需要先（１８０）に供給されるように構成する。予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを冷媒熱交換器（１４０）の冷媒として使用する必要がある場合には、第９バルブ（２０１）を開いてシステムを運用することもできる。

【0184】

図６は、本発明の第５実施例に係る船舶の蒸発ガス処理システムを概略的に示した構成図である。

【0185】

図６に示された第５実施例の船舶は、図５に図示された第４実施例の船舶に比べて、第１２バルブ（３０１）、第１３バルブ（３０２）、第１４バルブ（３０３）、第１５バルブ（３０４）、第２追加ライン（Ｌ７）、第３追加ライン（Ｌ８）、第４追加ライン（Ｌ９）及び第５追加ライン（Ｌ１０）を追加した点で相違点があり、以下において相違点を中心に説明する。前述した第４実施例の船舶と同一部材については、詳細な説明を省略する。

【0186】

図６を参照すれば、本実施例の船舶は、第４実施例と同様に、蒸発ガス熱交換器（１１０）、第１バルブ（１９１）、圧縮機（１２０）、冷却器（１３０）、第２バルブ（１９２）、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）、第４バルブ（１９４）、冷媒熱交換器（１４０）、冷媒減圧装置（１６０）及び第１減圧装置（１５０）を備えている。

【0187】

本実施例の貯蔵タンク（Ｔ）は、第４実施例と同様に、内部に液化天然ガス、液化エタンガスなどの液化ガスを貯蔵し、内部の圧力が一定圧力以上になると蒸発ガスを外部に排出する。貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスは蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。

【0188】

本実施例の蒸発ガス熱交換器（１１０）は、第４実施例と同様に、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て、復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスを冷却する。

【0189】

本実施例の圧縮機（１２０）は、第４実施例と同様に、第１供給ライン（Ｌ１）上に設置されて貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスを圧縮し、本実施例の予備圧縮機（１２２）は、第４実施例と同様に、第２供給ライン（Ｌ２）上に圧縮機（１２０）と並列に設置されて貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスを圧縮する。圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、同じ性能の圧縮機であること、またはそれぞれ多段圧縮機であることができる。

【0190】

本実施例の圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）は、第４実施例と同様に、燃料需要先（１８０）から要求される圧力まで蒸発ガスを圧縮することができる。また、燃料需要先（１８０）が複数の種類のエンジンを備える場合には、高圧エンジンの要求圧力に合わせて蒸発ガスを圧縮した後、一部は高圧エンジンに供給し、他の一部は低圧エンジンの上流に設置された減圧装置によって減圧させた後、低圧エンジンに供給することができる。そのほかにも、蒸発ガス熱交換器（１１０）と冷媒熱交換器（１４０）における再液化効率と再液化量のために、蒸発ガスを圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）によって燃料需要先（１８０）が要求する圧力以上の高圧まで圧縮し、燃料需要先（１８０）の上流には、減圧装置を設置して、高圧で圧縮された蒸発ガスの圧力を燃料需要先（１８０）が必要とする圧力まで下げた後、燃料需要先（１８０）に供給することもできる。

【0191】

本実施例の船舶は、第４実施例と同様に、燃料需要先（１８０）の上流に設置されて、燃料需要先（１８０）に送られる蒸発ガスの流量と開閉を調節する第１１バルブ（２０３）をさらに備えることができる。

【0192】

本実施例の船舶は、第４実施例と同様に、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを、冷媒熱交換器（１４０）で蒸発ガスをさらに冷却する冷媒として使用するため、再液化効率と再液化量を高めることができる。

【0193】

本実施例の冷却器（１３０）は、第４実施例と同様に、圧縮機（１２０）の下流に設置されて、圧縮機（１２０）を通過して圧力だけでなく温度も上がった蒸発ガスを冷却する。本実施例の予備冷却器（１３２）は、第４実施例と同様に、予備圧縮機（１２２）の下流に設置されて、予備圧縮機（１２２）を通過して圧力だけでなく温度も上がった蒸発ガスを冷却する。

【0194】

本実施例の冷媒熱交換器（１４０）は、第４実施例と同様に、復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給され、蒸発ガス熱交換器（１１０）によって冷却された蒸発ガスをさらに冷却する。

【0195】

本実施例によれば、第４実施例と同様に、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスが、蒸発ガス熱交換器（１１０）だけでなく、冷媒熱交換器（１４０）でもさらに冷却されて、より低い温度の状態で第１減圧装置（１５０）に供給されることができるため、再液化効率と再液化量が高くなる。

【0196】

本実施例の冷媒減圧装置（１６０）は、第４実施例と同様に、冷媒熱交換器（１４０）を通過した蒸発ガスを膨張させた後、再び冷媒熱交換器（１４０）に送る。

【0197】

本実施例の第１減圧装置（１５０）は、第４実施例と同様に、復帰ライン（Ｌ３）上に設置されて、蒸発ガス熱交換器（１１０）と冷媒熱交換器（１４０）によって冷却された蒸発ガスを膨張させる。本実施例の第１減圧装置（１５０）は、蒸発ガスを膨張させ、冷却させることができるすべての手段を備え、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り得る。

【0198】

本実施例の船舶は、第４実施例と同様に、第１減圧装置（１５０）の下流の復帰ライン（Ｌ３）上に設置され、第１減圧装置（１５０）から排出される気液混合物を気体成分と液体成分に分離する気液分離器（１７０）を備えることができる。

【0199】

第４実施例と同様に、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合には、第１減圧装置（１５０）を通過した液体状態または気液混合状態の蒸発ガスは、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られ、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合には、第１減圧装置（１５０）を通過した蒸発ガスは、気液分離器（１７０）に送られ、気体成分と液体成分に分離される。気液分離器（１７０）によって分離された液体成分は復帰ライン（Ｌ３）に沿って貯蔵タンク（Ｔ）に復帰して、気液分離器（１７０）によって分離された気体成分は気液分離器（１７０）から蒸発ガス熱交換器（１１０）の上流の第１供給ライン（Ｌ１）まで延長される気体排出ライン（Ｌ４）に沿って、蒸発ガス熱交換器（１１０）に供給される。

【0200】

本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合、第４実施例と同様に、気液分離器（１７０）によって分離されて貯蔵タンク（Ｔ）に送られる液体の流量を調節する第７バルブ（１９７）；及び気液分離器（１７０）によって分離されて蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる気体の流量を調節する第８バルブ（１９８）；をさらに備えることができる。

【0201】

本実施例の船舶は、第４実施例と同様に、再循環ライン（Ｌ５）上に設置される第６バルブ（１９６）、再循環ライン（Ｌ５）と第２供給ライン（Ｌ２）との間を連結する第１追加ライン（Ｌ６）；再循環ライン（Ｌ５）上に設置される第９バルブ（２０１）；及び第１追加ライン（Ｌ６）上に設置される第１０バルブ（２０２）；をさらに備える。

【0202】

本実施例の第１追加ライン（Ｌ６）は、第４実施例と同様に、一端は、冷媒減圧装置（１６０）によって膨張されて冷媒熱交換器（１４０）を通過した蒸発ガスを第１供給ライン（Ｌ１）に送る再循環ライン（Ｌ５）上に連結され、他端は、第３バルブ（１９３）と予備圧縮機（１２２）との間の第２供給ライン（Ｌ２）上に連結される。

【0203】

本実施例の第９バルブ（２０１）は、第４実施例と同様に、再循環ライン（Ｌ５）が圧縮機（１２０）と予備圧縮機（１２２）の上流の第１供給ライン（Ｌ１）と接する地点と、再循環ライン（Ｌ５）が第１追加ライン（Ｌ６）と接する地点との間の再循環ライン（Ｌ５）上に設置される。

【0204】

ただし、本実施例の船舶は、第４実施例とは異なり、予備圧縮機（１２２）の下流側の第２の供給ライン（Ｌ２）が第１供給ライン（Ｌ１）と連結され、冷媒熱交換器（１４０）の上流側の再循環ライン（Ｌ５）が第２供給ライン（Ｌ２）に連結される。

【0205】

また、本実施例の船舶は、第４実施例とは異なり、第１０バルブ（２０２）の上流の第１追加ライン（Ｌ６）と、第１バルブ（１９１）と圧縮機（１２０）との間の第１供給ライン（Ｌ１）を連結する第２追加ライン（Ｌ７）；予備冷却器（１３２）と第４バルブ（１９４）との間の第２の供給ライン（Ｌ２）と、冷却器（１３０）と第２バルブ（１９２）との間の第１供給ライン（Ｌ１）を連結する第３追加ライン（Ｌ８）；冷却器（１３０）と第２バルブ（１９２）との間の第１供給ライン（Ｌ１）と、第６バルブ（１９６）の下流の再循環ライン（Ｌ５）を連結する第４追加ライン（Ｌ９）；及び予備冷却器（１３２）と第４バルブ（１９４）との間の第２の供給ライン（Ｌ２）と、復帰ライン（Ｌ３）の第５バルブ（１９５）の下流に連結する第５追加ライン（Ｌ１０）；をさらに備える。

【0206】

そのほかにも、本実施例の船舶は、復帰ライン（Ｌ３）上に設置される第５バルブ（１９５）；第２追加ライン（Ｌ７）上に設置される第１２バルブ（３０１）、第３追加ライン（Ｌ８）上に設置される第１３バルブ（３０２）、第４追加ライン（Ｌ９）上に設置される第１４バルブ（３０３）及び第５追加ライン（Ｌ１０）上に設置される第１５バルブ（３０４）をさらに備える。

【0207】

本実施例の第１ないし第１５バルブ（１９１、１９２、１９３、１９４、１９５、１９６、１９７、１９８、２０１、２０２、２０３、３０１、３０２、３０３、３０４）は、システム運用状況を人が直接判断して手動で調整することと、事前に設定された値によって開閉されるように自動的に調整することもできる。

【0208】

本実施例における船舶の冷媒サイクルは、第４実施例と同様に、閉ループ、開ループまたは独立開ループで運用することができる。以下、バルブ制御を介して、冷媒サイクルを閉ループ、開ループまたは独立開ループで運用する方法を説明する。

【0209】

本実施例における船舶の冷媒サイクルを閉ループで運用するためには、まず、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）、第３バルブ（１９３）、第５バルブ（１９５）、第６バルブ（１９６）及び第１０バルブ（２０２）は開いて、第４バルブ（１９４）、第９バルブ（２０１）、第１２バルブ（３０１）、第１３バルブ（３０２）、第１４バルブ（３０３）及び第１５バルブ（３０４）は閉じた状態でシステムを駆動させる。

【0210】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスが再循環ライン（Ｌ５）に供給されると、第３バルブ（１９３）を閉じて、蒸発ガスが予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）、第６バルブ（１９６）、冷媒熱交換器（１４０）、冷媒減圧装置（１６０）、再び冷媒熱交換器（１４０）及び第１０バルブ（２０２）を循環する閉ループの冷媒サイクルを形成させる。

【0211】

冷媒サイクルを閉ループで構成する場合は、第４実施例と同様に、窒素ガスが閉ループを循環する冷媒として使用されることができ、窒素ガスを閉ループの冷媒サイクル内に導入させる配管をさらに備えることができる。

【0212】

冷媒サイクルが閉ループで運用される場合、第４実施例と同様に、再液化量や燃料需要先（１８０）で要求される蒸発ガス量に関係なく、一定流量の蒸発ガスが冷媒熱交換器（１４０）の冷媒として循環される。

【0213】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが閉ループで運用される場合の蒸発ガスの流れを以下のように説明する。

【0214】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスは蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、圧縮機（１２０）によって圧縮され冷却器（１３０）によって冷却された後、一部は燃料需要先（１８０）に送られ、残りの一部は、復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスは、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスと熱交換されて冷却された後、冷媒熱交換器（１４０）で熱交換されてさらに冷却される。

【0215】

蒸発ガス熱交換器（１１０）と冷媒熱交換器（１４０）によって冷却された蒸発ガスは、第１減圧装置（１５０）によって膨張され、一部または全部が再液化される。本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られ、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは、気液分離器（１７０）に送られる。気液分離器（１７０）によって分離された気体は、貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスと合流し蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られ、気液分離器（１７０）によって分離された液体は、貯蔵タンク（Ｔ）に送られる。

【0216】

一方、冷媒サイクルを循環する蒸発ガスは、予備圧縮機（１２２）によって圧縮され、予備冷却器（１３２）によって冷却された後、再循環ライン（Ｌ５）に沿って、冷媒熱交換器（１４０）に送られる。予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に送られた蒸発ガスは、冷媒熱交換器（１４０）で１次的に主に熱交換されて冷却された後、冷媒減圧装置（１６０）に送られ、２次的に膨張されて冷却される。冷媒減圧装置（１６０）を通過した蒸発ガスは、再び冷媒熱交換器（１４０）に送られ、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、復帰ライン（Ｌ３）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；及び予備圧縮機（１２２）によって圧縮され再循環ライン（Ｌ５）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；を冷却させる冷媒として使用される。冷媒減圧装置（１６０）を通過して冷媒熱交換器（１４０）で冷媒として使用された蒸発ガスは、再び予備圧縮機（１２２）に送られ、上述した一連の過程を繰り返す。

【0217】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが閉ループで運用される間に、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障すると、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）、第５バルブ（１９５）、第６バルブ（１９６）及び第１０バルブ（２０２）は閉じて、第３バルブ（１９３）及び第４バルブ（１９４）は開いて、貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスが、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）及び第４バルブ（１９４）を経て燃料需要先（１８０）に供給されるように構成する。

【0218】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが閉ループで運用される間に圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障した場合でも、蒸発ガスの一部を再液化する必要があれば、第１５バルブ（３０４）を開いて、蒸発ガスの一部が復帰ライン（Ｌ３）に沿って再液化過程を経るように構成することができる。また、蒸発ガスの一部を再液化しながら、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを冷媒熱交換器（１４０）の冷媒として使用する必要がある場合には、第６バルブ（１９６）及び第９バルブ（２０１）を開いたり、第６バルブ（１９６）及び第１０バルブ（２０２）を開いて、システムを運用することもできる。

【0219】

本実施例の船舶は、冷媒サイクルが閉ループで運用されながらも、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスを冷媒熱交換器（１４０）における冷媒として使用し、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを燃料需要先（１８０）に供給したり、再液化過程を経るように構成することもできる（以下、「第２閉ループ」という。）。

【0220】

上述したように、圧縮機（１２０）と冷却器（１３０）、予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）は、説明の便宜上分けて説明しただけであり、同一の役割を行い、一つの船舶に同じ役割を行う圧縮機と冷却器を複数台備えた点で、冗長性（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）概念を満足させるものである。したがって、圧縮機（１２０）と冷却器（１３０）、予備圧縮機（１２２）と予備冷却器（１３２）は、役割を変えて運用することもできる。

【0221】

本実施例における船舶の冷媒サイクルを第２閉ループで運用するために、まず、第１バルブ（１９１）、第３バルブ（１９３）、第４バルブ（１９４）、第１２バルブ（３０１）、第１４バルブ（３０３）及び第１５バルブ（３０４）は開いて、第２バルブ（１９２）、第５バルブ（１９５）、第６バルブ（１９６）、第９バルブ（２０１）、第１０バルブ（２０２）及び第１３バルブ（３０２）は閉じた状態でシステムを駆動させる。

【0222】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスが再循環ライン（Ｌ５）に供給されると、第１バルブ（１９１）を閉じて、蒸発ガスが圧縮機（１２０）、冷却器（１３０）、第１４バルブ（３０３）、冷媒熱交換器（１４０）、冷媒減圧装置（１６０）、再び冷媒熱交換器（１４０）及び第１２バルブ（３０１）を循環する閉ループの冷媒サイクルを形成する。

【0223】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが第２閉ループで運用される場合において、蒸発ガスの流れを以下のように説明する。

【0224】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスは、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、第３バルブ（１９３）を通過し予備圧縮機（１２２）によって圧縮されて予備冷却器（１３２）によって冷却された後、一部は第４バルブ（１９４）を通過して燃料需要先（１８０）に送られ、残りの一部は、第１５バルブ（３０４）を通過して復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスは、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスと熱交換されて冷却された後、冷媒熱交換器（１４０）でさらに冷却される。

【0225】

蒸発ガス熱交換器（１１０）と冷媒熱交換器（１４０）によって冷却された蒸発ガスは、第１減圧装置（１５０）によって膨張され、一部または全部が再液化される。本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られ、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは、気液分離器（１７０）に送られる。気液分離器（１７０）によって分離された気体は、貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスと合流し蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られ、気液分離器（１７０）によって分離された液体は貯蔵タンク（Ｔ）に送られる。

【0226】

一方、冷媒サイクルを循環する蒸発ガスは、圧縮機（１２０）によって圧縮され冷却器（１３０）によって冷却された後、第１４バルブ（３０３）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に送られる。圧縮機（１２０）と冷却器（１３０）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に送られた蒸発ガスは、冷媒熱交換器（１４０）で１次的に熱交換されて冷却された後、冷媒減圧装置（１６０）に送られ２次的に膨張されて冷却される。冷媒減圧装置（１６０）を通過した蒸発ガスは、再び冷媒熱交換器（１４０）に送られ、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過し復帰ライン（Ｌ３）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；及び圧縮機（１２０）によって圧縮されて第１４バルブ（３０３）を通過し冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；を冷却する冷媒として使用される。冷媒減圧装置（１６０）を通過し冷媒熱交換器（１４０）で冷媒として使用された蒸発ガスは、再循環ライン（Ｌ５）に沿って流れて第１追加ライン（Ｌ６）に分岐した後、再び第２追加ライン（Ｌ７）に分岐して、第１２バルブ（３０１）を通過して第１供給ライン（Ｌ１）に送られる。第１供給ライン（Ｌ１）に送られた蒸発ガスは、再び圧縮機（１２０）に送られ、上述した一連の過程を繰り返す。

【0227】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが第２閉ループで運用される間に、予備圧縮機（１２２）または予備冷却器（１３２）が故障すると、第３バルブ（１９３）、第４バルブ（１９４）、第１２バルブ（３０１）、第１４バルブ（３０３）及び第１５バルブ（３０４）は閉じ、第１バルブ（１９１）及び第２バルブ（１９２）は開いて、貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスが、第１バルブ（１９１）、圧縮機（１２０）、冷却器（１３０）及び第２バルブ（１９２）を経て燃料需要先（１８０）に供給されるように構成する。

【0228】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが第２閉ループで運用される間に、予備圧縮機（１２２）または予備冷却器（１３２）が故障した場合でも、蒸発ガスの一部を再液化する必要があれば、第５バルブ（１９５）を開いて、蒸発ガスの一部が復帰ライン（Ｌ３）に沿って再液化過程を経るように構成することができる。また、蒸発ガスの一部を再液化しながら、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスを、冷媒熱交換器（１４０）における冷媒として使用する必要がある場合には、第９バルブ（２０１）及び第１４バルブ（３０３）を開いたり、第１２バルブ（３０１）及び第１４バルブ（３０３）を開いて、システムを運用することもできる。

【0229】

一方、本実施例における船舶の冷媒サイクルを開ループに運用するためには、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）、第３バルブ（１９３）、第５バルブ（１９５）、第６バルブ（１９６）、第９バルブ（２０１）及び第１３バルブ（３０２）は開いて、第４バルブ（１９４）、第１０バルブ（２０２）、第１２バルブ（３０１）、第１４バルブ（３０３）及び第１５バルブ（３０４）は閉じる。

【0230】

冷媒サイクルを開ループで運用すると、第４実施例と同様に、再液化量と燃料需要先（１８０）からの蒸発ガス要求量を考慮して、冷媒熱交換器（１４０）に送る冷媒の流量を流動的に調整することができる。特に、燃料需要先（１８０）からの蒸発ガス需要量が少ない場合、冷媒熱交換器（１４０）に送る冷媒の流量を増加させると、再液化効率と再液化量を高めることができる。すなわち、冷媒サイクルが開ループで運用される場合には、予備圧縮機（１２２）の容量を超える流量の蒸発ガスを冷媒熱交換器（１４０）に供給することができる。

【0231】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが開ループで運用される場合において、蒸発ガスの流れを以下のように説明する。

【0232】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスは、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、二つの流れに分岐して、一部は第１バルブ（１９１）を通過して圧縮機（１２０）に送られ、残りの一部は第３バルブ（１９３）を通過して予備圧縮機（１２２）に送られる。

【0233】

圧縮機（１２０）に送られた蒸発ガスは、圧縮機（１２０）によって圧縮され冷却器（１３０）によって冷却された後、一部は第１３バルブ（３０２）及び第６バルブ（１９６）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に送られ、他の一部は第２バルブ（１９２）を通過して燃料需要先（１８０）に送られ、残りの一部は、第５バルブ（１９５）を通過して蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。

【0234】

予備圧縮機（１２２）に送られた蒸発ガスは、予備圧縮機（１２２）によって圧縮され予備冷却器（１３２）によって冷却された後、一部は第６バルブ（１９６）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に送られ、残りの一部は第１３バルブ（３０２）を通過して二つに分岐する。

【0235】

予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）及び第１３バルブ（３０２）を通過して二つに分岐した流れの一方は、第２バルブ（１９２）を通過して燃料需要先（１８０）に供給され、他方の流れは、第５バルブ（１９５）を通過して蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。

【0236】

第４実施例と同様に、説明の便宜上、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと予備圧縮機（１２２）によって分離された蒸発ガスを分けて説明したが、圧縮機（１２０）によって圧縮された蒸発ガスと予備圧縮機（１２２）によって分離された蒸発ガスは合流して、冷媒熱交換器（１４０）、燃料需要先（１８０）および蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。

【0237】

第６バルブ（１９６）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に送られた蒸発ガスは、冷媒熱交換器（１４０）で１次的に熱交換されて冷却され、冷媒減圧装置（１６０）によって２次的に膨張して冷却された後、再び冷媒熱交換器（１４０）に供給される。冷媒減圧装置（１６０）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガスは、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、復帰ライン（Ｌ３）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；及び圧縮機（１２０）または予備圧縮機（１２２）から第６バルブ（１９６）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；を冷却する冷媒として使用される。

【0238】

冷媒減圧装置（１６０）を通過して冷媒熱交換器（１４０）で冷媒として使用された蒸発ガスは、第９バルブ（２０１）を通過して第１供給ライン（Ｌ１）に送られ、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された後、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスと合流して、上述した一連の過程を繰り返す。

【0239】

復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスは、蒸発ガス熱交換器（１１０）で１次冷却され、冷媒熱交換器（１４０）で２次冷却された後、第１減圧装置（１５０）によって膨張され、一部または全部が再液化される。

【0240】

本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られ、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは気液分離器（１７０）に送られる。気液分離器（１７０）によって分離された気体は、貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスと合流し蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られ、気液分離器（１７０）によって分離された液体は貯蔵タンク（Ｔ）に送られる。

【0241】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが開ループで運用される間に、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障すると、第１バルブ（１９１）、第５バルブ（１９５）、第６バルブ（１９６）及び第９バルブ（２０１）を閉じて、貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスが、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）、第１３バルブ（３０２）及び第２バルブ（１９２）を経て燃料需要先（１８０）に供給されるように構成する。

【0242】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが開ループで運用される間に、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障した場合でも、蒸発ガスの一部を再液化する必要があれば、第５バルブ（１９５）を開いて、蒸発ガスの一部が復帰ライン（Ｌ３）に沿って再液化過程を経るように構成することができる。また、蒸発ガスの一部を再液化しながら、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを、冷媒熱交換器（１４０）の冷媒として使用する必要がある場合には、第９バルブ（２０１）及び第１４バルブ（３０３）を開いたり、第１０バルブ（２０２）及び第１４バルブ（３０３）を開いて、システムを運用することもできる。

【0243】

本実施例における船舶の冷媒サイクルを独立開ループで運用するために、第１バルブ（１９１）、第２バルブ（１９２）、第３バルブ（１９３）、第５バルブ（１９５）、第６バルブ（１９６）及び第９バルブ（２０１）は開いて、第４バルブ（１９４）、第１０バルブ（２０２）、第１２バルブ（３０１）、第１３バルブ（３０２）、第１４バルブ（３０３）及び第１５バルブ（３０４）は閉じる。冷媒サイクルを独立開ループで運用すると、開ループで運用する際に比べてシステムの運転が容易になるという利点がある。

【0244】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが独立開ループで運用される場合においての蒸発ガスの流れを以下のように説明する。

【0245】

貯蔵タンク（Ｔ）から排出された蒸発ガスは蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、二つの流れに分岐して、一部は第１バルブ（１９１）を通過して圧縮機（１２０）に送られ、残りの一部は第３バルブ（１９３）を通過して予備圧縮機（１２２）に送られる。圧縮機（１２０）に送られた蒸発ガスは、圧縮機（１２０）によって圧縮され冷却器（１３０）によって冷却された後、一部は第２バルブ（１９２）を通過して燃料需要先（１８０）に送られ、他の一部は第５バルブ（１９５）を通過して蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られる。予備圧縮機（１２２）に送られた蒸発ガスは、予備圧縮機（１２２）によって圧縮され予備冷却器（１３２）によって冷却された後、第６バルブ（１９６）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に送られる。

【0246】

予備圧縮機（１２２）によって圧縮されて第６バルブ（１９６）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に送られた蒸発ガスは、冷媒熱交換器（１４０）で１次的に熱交換されて冷却され、冷媒減圧装置（１６０）によって２次的に膨張して冷却された後、再び冷媒熱交換器（１４０）に供給され、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した後、復帰ライン（Ｌ３）に沿って冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；及び予備圧縮機（１２２）によって圧縮されて第６バルブ（１９６）を通過して冷媒熱交換器（１４０）に供給された蒸発ガス；を冷却する冷媒として使用される。

【0247】

冷媒減圧装置（１６０）を通過して冷媒熱交換器（１４０）で冷媒として使用された蒸発ガスは、第９バルブ（２０１）を通過して第１供給ライン（Ｌ１）に送られ、貯蔵タンク（Ｔ）から排出された後、蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスと合流し、上述した一連の過程を繰り返す。

【0248】

圧縮機（１２０）によって圧縮され復帰ライン（Ｌ３）に沿って蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られた蒸発ガスは、蒸発ガス熱交換器（１１０）で１次冷却され、冷媒熱交換器（１４０）で２次冷却された後、第１減圧装置（１５０）によって膨張され、一部または全部が再液化される。

【0249】

本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備えない場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは、直ちに貯蔵タンク（Ｔ）に送られ、本実施例の船舶が気液分離器（１７０）を備える場合には、一部または全部の再液化された蒸発ガスは、気液分離器（１７０）に送られる。気液分離器（１７０）によって分離された気体は、貯蔵タンク（Ｔ）から排出される蒸発ガスと合流し蒸発ガス熱交換器（１１０）に送られ、気液分離器（１７０）によって分離された液体は貯蔵タンク（Ｔ）に送られる。

【0250】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが独立開ループで運用される間に、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障すると、第１バルブ（１９１）、第５バルブ（１９５）、第６バルブ（１９６）及び第９バルブ（２０１）を閉じて、第１３バルブ（３０２）を開いて、貯蔵タンク（Ｔ）から排出されて蒸発ガス熱交換器（１１０）を通過した蒸発ガスが、第３バルブ（１９３）、予備圧縮機（１２２）、予備冷却器（１３２）、第１３バルブ（３０２）及び第２バルブ（１９２）を経て燃料需要先（１８０）に供給されるように構成する。

【0251】

本実施例における船舶の冷媒サイクルが独立開ループで運用される間に、圧縮機（１２０）または冷却器（１３０）が故障した場合でも、蒸発ガスの一部を再液化する必要があれば、第５バルブ（１９５）を開いて、蒸発ガスの一部が復帰ライン（Ｌ３）に沿って再液化過程を経るように構成することができる。また、蒸発ガスの一部を再液化しながら、予備圧縮機（１２２）によって圧縮された蒸発ガスを冷媒熱交換器（１４０）の冷媒として使用する必要がある場合には、第６バルブ（１９６）及び第９バルブ（２０１）を開いたり、第６バルブ（１９６）及び第１０バルブ（２０２）を開いて、システムを運用することもできる。

【0252】

本発明は、前記実施例に限定されず、本発明の技術的要旨を超えない範囲内で多様に変更または変形されて実施され得ることは、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に自明なことである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】