特許 7009669 圧縮機ユニット、スクリュ圧縮機及び圧縮機ユニットの運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-14

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】圧縮機ユニット、スクリュ圧縮機及び圧縮機ユニットの運転方法

(51)【国際特許分類】

   B63H 21/38 20060101AFI20220118BHJP

   B63B 25/16 20060101ALI20220118BHJP

   F17C 13/00 20060101ALI20220118BHJP

【ＦＩ】

B63H21/38 C

B63B25/16 D

F17C13/00 302A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021140820

(22)【出願日】2021-08-31

【審査請求日】2021-09-21

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100137143

【弁理士】

【氏名又は名称】玉串 幸久

(72)【発明者】

【氏名】植田 達

(72)【発明者】

【氏名】山田 隆

【審査官】伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】特許第６７５６０６５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開昭４９－０８８９０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｈ ２１／３８

Ｂ６３Ｂ ２５／１６

Ｆ１７Ｃ １３／００

Ｆ０４Ｂ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

船舶内に設置され、前記船舶に設けられた貯槽から液化ガスのボイルオフガスである対象ガスを回収してその少なくとも一部を需要先に供給する圧縮機ユニットであって、
前記貯槽から貯槽接続流路を介して対象ガスを吸入する第１圧縮機と、
前記第１圧縮機から前記需要先に繋がる需要先接続流路と、
前記需要先接続流路から分岐し、再液化設備に繋がる再液化設備接続流路と、
前記再液化設備接続流路上に設けられ、前記再液化設備に流入する前の対象ガスをさらに圧縮するレシプロ式の第２圧縮機と、
前記第１圧縮機および前記第２圧縮機を制御する制御部と、
を備え、
前記第１圧縮機が、前記貯槽接続流路に接続されて前記対象ガスを圧縮するスクリュ式の圧縮部と、前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと対象ガスの少なくとも一部を戻すバイパス手段と、を備え、
前記バイパス手段は、前記需要先接続流路及び前記貯槽接続流路を接続するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、を含み、
前記制御部は、
前記圧縮部の駆動中における前記第２圧縮機の起動の際に、
前記第２圧縮機の作動によって前記第２圧縮機が処理することとなる対象ガスの必要流量に相当する流量分だけ前記圧縮部の処理量を増大させるとともに、増大させた処理量に相当する流量が前記貯槽接続流路に戻るように前記バイパス弁の開度を大きくする起動準備制御を実行し、
前記起動準備制御の実行の後に、前記第２圧縮機を起動するとともに、前記起動準備制御で大きくなった前記バイパス弁の開度を所定開度小さくする起動制御を実行するように構成されている、圧縮機ユニット。

【請求項2】

前記第１圧縮機の前記圧縮部が、互いに並列に配置された２つのスクリュ式圧縮機から構成され、
前記バイパス手段が、前記２つのスクリュ式圧縮機から吐出された対象ガスを前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと戻す２つのバイパス流路及び前記２つのバイパス流路に１つずつ設けられた２つのバイパス弁を含み、
前記制御部は、
前記起動準備制御において、
前記必要流量に相当する流量の半分だけ前記２つのスクリュ式圧縮機のそれぞれの処理量を増大させるとともに、増大させた処理量に相当する流量の半分の流量が前記２つのバイパス流路のそれぞれから前記貯槽接続流路へと戻るように前記２つのバイパス弁の開度をそれぞれ大きくする、請求項１に記載の圧縮機ユニット。

【請求項3】

前記第１圧縮機の前記圧縮部が、互いに並列に配置された２つのスクリュ式圧縮機から構成され、
前記バイパス手段が、前記２つのスクリュ式圧縮機のうちの一方のスクリュ式圧縮機から吐出された対象ガスを前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと戻す第１バイパス流路、及び前記第１バイパス流路に設けられた第１バイパス弁、前記２つのスクリュ式圧縮機のうちの他方のスクリュ式圧縮機から吐出された対象ガスを前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと戻す第２バイパス流路、及び前記第２バイパス流路に設けられた第２バイパス弁を含み、
前記一方のスクリュ式圧縮機の処理量をＡ１、前記他方のスクリュ式圧縮機の処理量をＡ２とし、前記必要流量に相当する流量をＢとすると、
前記制御部は、
前記起動準備制御において、
Ｂ×Ａ２／（Ａ１＋Ａ２）で得られる流量だけ前記一方のスクリュ式圧縮機の処理量を増大させるとともに、Ｂ×Ａ２／（Ａ１＋Ａ２）で得られる流量が前記第１バイパス流路から前記貯槽接続流路へと戻るように、前記第１バイパス弁の開度を大きくし、
Ｂ×Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）で得られる流量だけ前記他方のスクリュ式圧縮機の処理量を増大させるとともに、Ｂ×Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）で得られる流量が前記第２バイパス流路から前記貯槽接続流路へと戻るように、前記第２バイパス弁の開度を大きくする、請求項１に記載の圧縮機ユニット。

【請求項4】

前記第１圧縮機が、
前記起動準備制御において前記圧縮部の処理量を増大可能な、前記圧縮部の回転数調整手段、または、前記圧縮部の容量調整手段を備える、請求項１ないし３の何れか１項に記載の圧縮機ユニット。

【請求項5】

船舶に設けられた貯槽から液化ガスのボイルオフガスである対象ガスを貯槽接続流路を介して吸入して需要先接続流路に吐出するスクリュ圧縮機であって、
前記貯槽接続流路に接続されて前記対象ガスを圧縮するスクリュ式の圧縮部と、
前記需要先接続流路及び前記貯槽接続流路を接続するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、を含み、前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと対象ガスの少なくとも一部を戻すバイパス手段と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記圧縮部の駆動中に、前記需要先接続流路から分岐し再液化設備に繋がる再液化設備接続流路に設けられた第２圧縮機を起動するための指令を受けると、前記第２圧縮機の作動によって前記第２圧縮機が処理することとなる対象ガスの必要流量に相当する流量分だけ前記圧縮部の処理量を増大させるとともに、増大させた処理量に相当する流量が前記貯槽接続流路に戻るように前記バイパス弁の開度を大きくする起動準備制御を実行し、
前記起動準備制御の実行の後に、前記第２圧縮機を起動する起動許可信号を出力するとともに、前記起動準備制御で大きくなった前記バイパス弁の開度を所定開度小さくする起動制御を実行するように構成されている、スクリュ圧縮機。

【請求項6】

船舶に設けられた貯槽から液化ガスのボイルオフガスである対象ガスを回収してその少なくとも一部を需要先に供給する圧縮機ユニットの運転方法であって、
前記圧縮機ユニットは、前記貯槽から貯槽接続流路を介して対象ガスを吸入して需要先接続流路に対象ガスを吐出する第１圧縮機と、前記需要先接続流路から分岐して再液化設備に繋がる再液化設備接続流路に設けられたレシプロ式の第２圧縮機と、を備え、
前記第１圧縮機が、前記貯槽接続流路に接続されて前記対象ガスを圧縮するスクリュ式の圧縮部と、前記需要先接続流路と前記貯槽接続流路とを接続するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、を有し、
前記運転方法には、
前記第１圧縮機の前記圧縮部を駆動する駆動ステップと、
前記圧縮部の駆動中における前記第２圧縮機の起動に際し、前記第２圧縮機の作動によって前記第２圧縮機が処理することとなる対象ガスの必要流量に相当する流量分だけ前記圧縮部の処理量を増大させるとともに、増大させた処理量に相当する流量が前記貯槽接続流路に戻るように前記バイパス弁の開度を大きくする起動準備ステップと、
前記起動準備ステップの後に、前記第２圧縮機を起動するとともに、前記起動準備ステップにおいて大きくなった前記バイパス弁の開度を所定開度小さくする起動ステップと、が含まれる、圧縮機ユニットの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮機ユニット、スクリュ圧縮機及び圧縮機ユニットの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、下記特許文献１に開示されているように、液化ガス槽で発生するボイルオフガスを回収して、その少なくとも一部をガスの需要先に供給する圧縮機ユニットが知られている。特許文献１に開示された圧縮機ユニットは、液化ガス槽で発生したボイルオフガスを圧縮する第１の圧縮機を備えており、この第１の圧縮機の吐出側の流路は２つの流路に分岐している。そのうちの一方の流路は、船の推進機関に繋がっており、第１の圧縮機で圧縮されたガスの一部は推進機構で利用される。もう一方の流路は、余剰のガスを液化ガス槽に戻せるように液化ガス槽に繋がっている。このもう一方の流路には、第２の圧縮機及び液化用の熱交換器が設けられていて、当該流路を流れるガスは第２の圧縮機で圧縮された後、熱交換器及びＪＴ（Ｊｏｕｌｅ Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）バルブを通って液化される。液化した液化ガスは液化ガス槽に環流する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭４９－８８９０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、第１の圧縮機から船の推進機関にボイルオフガスを供給しているときに、第２の圧縮機を起動させる場合がある。この場合、第２の圧縮機が起動すると、第２の圧縮機において処理することとなるボイルオフガスの処理量分だけ第１の圧縮機の吐出側の圧力が低下することとなる。これを防止すべく、第１の圧縮機の容量制御をＰＩＤ制御などのフィードバック制御で行ったとしても、第２の圧縮機の起動による急な圧力変動に対応することは難しい。このため、推進機関に供給されるガスの圧力が安定するような運転が妨げられる虞がある。

【0005】

そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１の圧縮機の駆動中に第２の圧縮機を起動する場合においても、第１の圧縮機の吐出側での圧力の変動を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の目的を達成するため、本発明は、船舶内に設置され、前記船舶に設けられた貯槽から液化ガスのボイルオフガスである対象ガスを回収してその少なくとも一部を需要先に供給する圧縮機ユニットであって、前記貯槽から貯槽接続流路を介して対象ガスを吸入する第１圧縮機と、前記第１圧縮機から前記需要先に繋がる需要先接続流路と、前記需要先接続流路から分岐し、再液化設備に繋がる再液化設備接続流路と、前記再液化設備接続流路上に設けられ、前記再液化設備に流入する前の対象ガスをさらに圧縮するレシプロ式の第２圧縮機と、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機を制御する制御部と、を備える。前記第１圧縮機は、前記貯槽接続流路に接続されて前記対象ガスを圧縮するスクリュ式の圧縮部と、前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと対象ガスの少なくとも一部を戻すバイパス手段と、を備える。前記バイパス手段は、前記需要先接続流路及び前記貯槽接続流路を接続するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、を含む。前記制御部は、前記圧縮部の駆動中における前記第２圧縮機の起動の際に、前記第２圧縮機の作動によって前記第２圧縮機が処理することとなる対象ガスの必要流量に相当する流量分だけ前記圧縮部の処理量を増大させるとともに、増大させた処理量に相当する流量が前記貯槽接続流路に戻るように前記バイパス弁の開度を大きくする起動準備制御を実行し、前記起動準備制御の実行の後に、前記第２圧縮機を起動するとともに、前記起動準備制御で大きくなった前記バイパス弁の開度を所定開度小さくする起動制御を実行するように構成されている。

【0007】

本発明に係る圧縮機ユニットでは、第１圧縮機の圧縮部の運転中に第２圧縮機を起動した場合であっても、需要先接続流路における圧力低下を抑制することができる。しかも、第２圧縮機を起動する起動制御の前に、予め圧縮部の処理量を増大しておくため、第２圧縮機の起動時には、バイパス弁の開度を小さくするだけで済む。したがって、第２圧縮機の起動に伴う急な圧力変動に対応できる。

【0008】

前記圧縮機ユニットにおいて、前記第１圧縮機の前記圧縮部が、互いに並列に配置された２つのスクリュ式圧縮機から構成されていてもよい。この場合、前記バイパス手段は、前記２つのスクリュ式圧縮機から吐出された対象ガスを前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと戻す２つのバイパス流路及び前記２つのバイパス流路に１つずつ設けられた２つのバイパス弁を含んでもよい。前記制御部は、前記起動準備制御において、前記必要流量に相当する流量の半分だけ前記２つのスクリュ式圧縮機のそれぞれの処理量を増大させるとともに、増大させた処理量に相当する流量の半分の流量が前記２つのバイパス流路のそれぞれから前記貯槽接続流路へと戻るように前記２つのバイパス弁の開度をそれぞれ大きくするように構成されていてもよい。

【0009】

この態様では、第１圧縮機の圧縮部が２つのスクリュ式圧縮機から構成される場合であっても、適切な起動準備制御を実現することができる。

【0010】

前記圧縮機ユニットにおいて、前記第１圧縮機の前記圧縮部が、互いに並列に配置された２つのスクリュ式圧縮機から構成されていてもよい。この場合において、前記バイパス手段は、前記２つのスクリュ式圧縮機のうちの一方のスクリュ式圧縮機から吐出された対象ガスを前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと戻す第１バイパス流路、及び前記第１バイパス流路に設けられた第１バイパス弁、前記２つのスクリュ式圧縮機のうちの他方のスクリュ式圧縮機から吐出された対象ガスを前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと戻す第２バイパス流路、及び前記第２バイパス流路に設けられた第２バイパス弁を含んでもよい。前記一方のスクリュ式圧縮機の処理量をＡ１、前記他方のスクリュ式圧縮機の処理量をＡ２とし、前記必要流量に相当する流量をＢとすると、前記制御部は、前記起動準備制御において、Ｂ×Ａ２／（Ａ１＋Ａ２）で得られる流量だけ前記一方のスクリュ式圧縮機の処理量を増大させるとともに、Ｂ×Ａ２／（Ａ１＋Ａ２）で得られる流量が前記第１バイパス流路から前記貯槽接続流路へと戻るように、前記第１バイパス弁の開度を大きくし、Ｂ×Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）で得られる流量だけ前記他方のスクリュ式圧縮機の処理量を増大させるとともに、Ｂ×Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）で得られる流量が前記第２バイパス流路から前記貯槽接続流路へと戻るように、前記第２バイパス弁の開度を大きくするように構成されていてもよい。

【0011】

この態様では、第１圧縮機の圧縮部が２つのスクリュ式圧縮機から構成される場合であっても、適切な起動準備制御を実現することができる。

【0012】

前記第１圧縮機は、前記起動準備制御において前記圧縮部の処理量を増大可能な、前記圧縮部の回転数調整手段、または、前記圧縮部の容量調整手段を備えていてもよい。

【0013】

この態様では、処理量を容易に調整できる。

【0014】

本発明に係るスクリュ圧縮機は、船舶に設けられた貯槽から液化ガスのボイルオフガスである対象ガスを貯槽接続流路を介して吸入して需要先接続流路に吐出するスクリュ圧縮機であって、前記貯槽接続流路に接続されて前記対象ガスを圧縮するスクリュ式の圧縮部と、前記需要先接続流路及び前記貯槽接続流路を接続するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、を含み、前記需要先接続流路から前記貯槽接続流路へと対象ガスの少なくとも一部を戻すバイパス手段と、制御部と、を備える。前記制御部は、前記圧縮部の駆動中に、前記需要先接続流路から分岐し再液化設備に繋がる再液化設備接続流路に設けられた第２圧縮機を起動するための指令を受けると、前記第２圧縮機の作動によって前記第２圧縮機が処理することとなる対象ガスの必要流量に相当する流量分だけ前記圧縮部の処理量を増大させるとともに、増大させた処理量に相当する流量が前記貯槽接続流路に戻るように前記バイパス弁の開度を大きくする起動準備制御を実行し、前記起動準備制御の実行の後に、前記第２圧縮機を起動する起動許可信号を出力するとともに、前記起動準備制御で大きくなった前記バイパス弁の開度を所定開度小さくする起動制御を実行するように構成されている。

【0015】

本発明に係る圧縮機ユニットの運転方法は、船舶に設けられた貯槽から液化ガスのボイルオフガスである対象ガスを回収してその少なくとも一部を需要先に供給する圧縮機ユニットの運転方法であって、前記圧縮機ユニットは、前記貯槽から貯槽接続流路を介して対象ガスを吸入して需要先接続流路に対象ガスを吐出する第１圧縮機と、前記需要先接続流路から分岐して再液化設備に繋がる再液化設備接続流路に設けられたレシプロ式の第２圧縮機と、を備えている。前記第１圧縮機は、前記貯槽接続流路に接続されて前記対象ガスを圧縮するスクリュ式の圧縮部と、前記需要先接続流路と前記貯槽接続流路とを接続するバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、を有する。前記運転方法には、前記第１圧縮機の前記圧縮部を駆動する駆動ステップと、前記圧縮部の駆動中における前記第２圧縮機の起動に際し、前記第２圧縮機の作動によって前記第２圧縮機が処理することとなる対象ガスの必要流量に相当する流量分だけ前記圧縮部の処理量を増大させるとともに、増大させた処理量に相当する流量が前記貯槽接続流路に戻るように前記バイパス弁の開度を大きくする起動準備ステップと、前記起動準備ステップの後に、前記第２圧縮機を起動するとともに、前記起動準備ステップにおいて大きくなった前記バイパス弁の開度を所定開度小さくする起動ステップと、が含まれる。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したように、本発明によれば、第１の圧縮機の駆動中に第２の圧縮機を起動する場合においても、第１の圧縮機の吐出側での圧力の変動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態に係る圧縮機ユニットの構成を概略的に示す図である。

【図2】前記圧縮機ユニットにおいて第２圧縮機を起動するときの運転動作を説明するためのフロー図である。

【図3】起動準備制御を説明するためのフロー図である。

【図4】起動制御を説明するためのフロー図である。

【図5】第２実施形態に係る圧縮機ユニットの構成を概略的に示す図である。

【図6】その他の実施形態に係るスクリュ圧縮機の構成を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0019】

（第１実施形態）
本実施形態に係る圧縮機ユニット１０（図１参照）は、図略の船舶内に設置されて、船舶に設けられた貯槽１から液化ガスのボイルオフガスである対象ガスを回収する圧縮機ユニットである。この圧縮機ユニット１０によって回収された対象ガスは、その少なくとも一部が需要先に供給される。需要先としては、例えば、船舶の推進機関（推進用エンジン等）、船舶内に設置された発電装置等が挙げられる。これらは所定の圧力範囲のガスを受け入れるガス利用装置である。液化ガスとしては、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化水素（ＬＨ２）等が挙げられる。

【0020】

図１に示すように、圧縮機ユニット１０は、液化ガスが貯留される貯槽１に繋がった貯槽接続流路３に接続された第１圧縮機１２と、第１圧縮機１２と前記需要先とをつなぐ需要先接続流路１４と、需要先接続流路１４から分岐するとともに再液化設備５に繋がる再液化設備接続流路１６と、再液化設備接続流路１６に設けられた第２圧縮機１８と、を備えている。再液化設備５は、第１圧縮機１２によって圧縮されたガスのうち余剰分を貯槽１に戻すべく、ガスを再液化するための設備である。第２圧縮機１８は、再液化設備５に流入する前のガスを圧縮する圧縮機であり、レシプロ式の圧縮機によって構成されている。すなわち、第２圧縮機１８は第１圧縮機１２とは独立して駆動可能である。再液化設備５によって再液化された液化ガスは貯槽１に戻される。

【0021】

再液化設備接続流路１６には、開閉弁２０が設けられている。開閉弁２０は第２圧縮機１８が作動する際に開放される。また、再液化設備接続流路１６には、スピルバック弁１６ｂを有するスピルバック流路１６ａが、第２圧縮機１８を迂回するように接続されている。

【0022】

第１圧縮機１２は、貯槽１で発生したボイルオフガスである対象ガスを所定の圧力まで圧縮するための圧縮機であり、貯槽接続流路３に接続された圧縮部２２と、圧縮部２２とは別体のバイパス手段２３と、を備えている。圧縮部２２は、スクリュ式の圧縮機によって構成されており、雌雄一対のスクリューロータ（図示省略）と、スクリューロータを収容する筐体（図示省略）とを含む。

【0023】

バイパス手段２３は、圧縮部２２を迂回しつつ需要先接続流路１４及び貯槽接続流路３を接続するバイパス流路２３ａと、バイパス流路２３ａに設けられたバイパス弁２３ｂと、を含む。バイパス弁２３ｂによってバイパス流路２３ａが開かれると、圧縮部２２から吐出されたガスの一部は、バイパス流路２３ａを通して需要先接続流路１４から貯槽接続流路３（すなわち、第１圧縮機１２の吸込側）に戻される。

【0024】

第１圧縮機１２は、圧縮部２２によるガスの処理量を増大可能な調整手段１２ａを有している。調整手段１２ａは、圧縮部２２の圧縮容量を調整可能に構成された容量調整手段である。より具体的には、スクリュ式の圧縮部２２の容量調整手段は、ガスの吐出容量を調整可能なスライド弁（図示省略）を含む。また、第１圧縮機１２がインバータを有している場合、調整手段１２ａに代えて、または、調整手段１２ａと共に、圧縮部２２の回転数を調整可能に構成された回転数調整手段（すなわち、インバータ制御手段）である他の調整手段を有してもよい。

【0025】

需要先接続流路１４には、需要先接続流路１４を流れるガスの圧力を検出する圧力検出器２５が設けられている。圧力検出器２５は、需要先接続流路１４において、バイパス流路２３ａの接続部よりも下流側に配置されている。圧力検出器２５は、検出圧力を示す信号を出力する。

【0026】

圧力検出器２５から出力された信号は制御部２７に入力される。制御部２７は、ＣＰＵ及びメモリデバイス等を含むコンピュータによって構成され、記憶されたプログラムを実行することにより、所定の機能を発揮する。制御部２７には、第１圧縮機１２、第２圧縮機１８、バイパス弁２３ｂ及び開閉弁２０が電気的に接続されており、制御部２７はこれらを制御するように構成されている。すなわち、制御部２７の機能には、第１駆動制御部２７ａ、第２駆動制御部２７ｂ及びバイパス制御部２７ｃが含まれる。第１駆動制御部２７ａは、第１圧縮機１２の調整手段１２ａを制御するように構成されている。第２駆動制御部２７ｂは、第２圧縮機１８を制御するとともに開閉弁２０の開閉を行うように構成されている。バイパス制御部２７ｃは、バイパス弁２３ｂの開度制御を行うように構成されている。

【0027】

制御部２７が前記プログラムを実行することにより、起動準備制御及び起動制御が実行される。

【0028】

起動準備制御及び起動制御は、第１圧縮機１２の駆動中において第２圧縮機１８を起動する際に行う制御であり、起動準備制御は、起動制御を実行する前に実行される。すなわち、起動準備制御は、第２圧縮機１８を駆動する前に行っておく制御であり、第２圧縮機１８を起動するための指令を制御部２７が受信することにより実行される。この指令は、例えば、船舶のオペレータによる所定の操作によって船舶側から出力されてもよく、あるいは、貯槽１内のガス圧力が所定値を超えたときに船舶側から出力されてもよい。

【0029】

起動制御は、起動準備制御が終了した後に実行される。すなわち、起動制御では第２圧縮機１８の駆動を開始するが、この起動制御の開始は、起動準備制御が終了するまで許可されない。このため、船舶側から第２圧縮機１８を起動するための指令が制御部２７に入力されただけでは第２圧縮機１８は起動されず、制御部２７が第２圧縮機１８の起動を許可するための制御を実行した後で初めて第２圧縮機１８が起動する。

【0030】

ここで、圧縮機ユニット１０の運転方法について、図２～図４を参照しつつ説明する。なお、この運転方法は、第１圧縮機１２の駆動中に第２圧縮機１８を起動するときの運転方法である。

【0031】

図２に示すように、第１圧縮機１２の駆動中、すなわち、圧縮部２２の駆動中（ステップＳＴ１１（駆動ステップ））には、バイパス弁２３ｂの開度及びスライド弁の位置（又は圧縮機回転数）が調整されている。つまり、需要先に所定の圧力のガスが所定流量で供給されるように、バイパス制御部２７ｃによるバイパス弁２３ｂの制御及び第１駆動制御部２７ａによるスライド弁の制御（又は圧縮機回転数の制御）が行われている。したがって、圧縮機ユニット１０から需要先に供給されるガスの圧力及び流量がコントロールされる。そして、第１圧縮機１２の駆動中に制御部２７が第２圧縮機１８を起動するための指令を受信すると（ステップＳＴ１２）、制御部２７は起動準備制御を実行する（ステップＳＴ１３（起動準備ステップ））。起動準備制御では、後述するように、第１圧縮機１２における圧縮部２２の処理量を増大させるとともにバイパス弁２３ｂの開度を増大させる制御が行われる。このため、一時的に需要先接続流路１４におけるガス圧力が変動することがある。したがって、バイパス弁２３ｂの開度が所定範囲内に収まるまでの間、待機する（ステップＳＴ１４）。その後、起動制御の実行が可能となる（ステップＳＴ１５（起動ステップ））。

【0032】

起動準備制御は、第２圧縮機１８を起動するための指令を受信すると実行されるが、この指令を受信しただけでは、第２圧縮機１８は起動しない。制御部２７がこの指令を受けると、図３に示すように、制御部２７（第１駆動制御部２７ａ）は、第１圧縮機１２の圧縮部２２によるガス処理量の増大制御を開始する（ステップＳＴ１３１）。すなわち、後の起動制御において第２圧縮機１８を起動するため、この起動に伴って需要先接続流路１４のガス圧力が下がらないようにすべく、第２圧縮機１８が処理することとなるガス処理量に相当する流量分だけ第１圧縮機１２の圧縮部２２によるガス処理量を増大させる。

【0033】

ガス処理量を増大させるには、第１駆動制御部２７ａは第１圧縮機１２の調整手段１２ａを制御する。例えば第１駆動制御部２７ａは、スライド弁をロード側に移動させる制御を行う。なお、これに代え／これとともに、第１駆動制御部２７ａはスクリュ式の圧縮部２２の回転数を増大させる制御を行ってもよい。

【0034】

スライド弁を移動させる場合には、第１駆動制御部２７ａは、制御部２７に予め記憶されているバイパス弁２３ｂの開度設定値になるまでの間、スライド弁をロード側に移動させる。または、圧縮部２２の回転数を上げる場合には、第１駆動制御部２７ａは、制御部２７に予め記憶されているバイパス弁２３ｂの開度設定値になるまでの間、圧縮部２２の回転数を増大させる。

【0035】

ここで、予め記憶されているバイパス弁２３ｂの開度設定値とは、第２圧縮機１８が処理することとなるガス処理量に相当する流量分だけ貯槽接続流路３（第１圧縮機１２の吸込側）に戻すために必要な開度設定値である。

【0036】

スライド弁がロード側に移動を開始（又は、回転数の増大が開始）すると、圧力検出器２５で取得される需要先接続流路１４の吐出圧が増大しようとする。制御部２７（バイパス制御部２７ｃ）は、吐出圧を一定に維持するためバイパス弁２３ｂの開度を大きくし始める（ステップＳＴ１３２）。したがって、圧縮部２２のガス処理量が増大したとしても、需要先に供給されるガスの吐出圧（あるいは流量）は増大しない。

【0037】

そして、バイパス弁２３ｂの開度が上述した開度設定値となると、スライド弁の移動が停止する（又は、回転数の増大が停止する）。

【0038】

本実施形態では、第２圧縮機１８の起動によって新たに必要となる対象ガスの必要流量に関し、これに相当する流量分に対応するバイパス弁２３ｂの開度が制御部２７に予め記憶されている。ただし、これに限られるものではなく、第２圧縮機１８を起動させるための指令を受け取ってから、新たに必要となる流量を計算し、計算で得られた流量が出るようにバイパス弁２３ｂの開度を制御するようにしてもよい。

【0039】

バイパス弁２３ｂの開度が所定範囲内に収まるまで、起動制御に移行せずに待機する（図２におけるステップＳＴ１４）。そして、バイパス弁２３ｂの開度がこの所定範囲に収まると、起動許可信号が第２駆動制御部２７ｂに送られて、起動制御に移る（図２におけるステップＳＴ１５）。なお、本実施形態において、バイパス弁の開度設定値に代えて、当該開度設定値から換算されるガス流量が所定範囲内に収まっているか否かに基づいて、起動制御に移行するか判断してもよい。ステップＳＴ１４では、圧力検出器２５の検出圧力が所定範囲内に収まっているか否かについても併せて確認されてもよい。

【0040】

起動制御では、図４に示すように、制御部２７（第２駆動制御部２７ｂ）が起動許可信号を受けて第２圧縮機１８を起動する（ステップＳＴ１５１）。そして、第２圧縮機１８が起動して、所定回転数で第２圧縮機１８が駆動していることが確認されると、制御部２７（バイパス制御部２７ｃ）は、バイパス弁２３ｂの開度を所定開度だけ小さくする（ステップＳＴ１５２）。すなわち、第２圧縮機１８が起動することに伴って、需要先接続流路１４におけるガス圧力が低下するため、バイパス弁２３ｂの開度を小さくすることにより、需要先接続流路１４におけるガス圧力の低下を抑制する。このとき、バイパス制御部２７ｃは、ステップＳＴ１３２において増大させた分だけバイパス弁２３ｂの開度を小さくしてもよい。すなわち、ステップＳＴ１３２において大きくなったバイパス弁２３ｂの開度が元の開度に戻されてもよい。これにより、第２圧縮機１８が起動した後の需要先接続流路１４におけるガス圧力は、起動準備制御が開始される前の需要先接続流路１４におけるガス圧力と略同じになる。なお、このとき、バイパス制御部２７ｃは、ステップＳＴ１３２におけるバイパス弁２３ｂの開度設定をリセットする。

【0041】

以上説明したように、本実施形態によれば、第１圧縮機１２の圧縮部２２の運転中に第２圧縮機１８を起動した場合であっても、需要先接続流路１４における圧力低下を抑制することができる。しかも、第２圧縮機１８を起動する起動制御の前に、予め圧縮部２２の処理量を増大しておくため、第２圧縮機１８の起動時には、バイパス弁２３ｂの開度を小さくするだけで済む。したがって、第２圧縮機１８の起動に伴う急な圧力変動に対応できる。

【0042】

なお、本実施形態では、第２圧縮機１８の回転数が所定回転数に到達した後にバイパス弁２３ｂの開度を下げるようにしているが、これに限られない。例えば、起動許可信号によって第２圧縮機１８を起動すると同時にバイパス弁２３ｂの開度を下げる動作を開始してもよく、あるいは、第２圧縮機１８の回転数が上がりつつある状態でバイパス弁２３ｂの開度を下げる動作を開始してもよい。

【0043】

（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態を示す。尚、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0044】

第１実施形態では、第１圧縮機１２の圧縮部２２が１つのスクリュ式圧縮機によって構成されているのに対し、第２実施形態では、第１圧縮機１２の圧縮部２２が２つのスクリュ式圧縮機によって構成されている。すなわち、圧縮部２２は第１圧縮部２２ａと第２圧縮部２２ｂとを含む。

【0045】

具体的に、貯槽接続流路３は、貯槽１に接続された本流路３ａと、本流路３ａの下流端から分岐する２つの分岐流路３ｂ，３ｃと、を含む。一方の分岐流路３ｂには、スクリュ式圧縮機からなる第１圧縮部２２ａが設けられ、他方の分岐流路３ｃには、スクリュ式圧縮機からなる第２圧縮部２２ｂが設けられている。すなわち、第１圧縮部２２ａ及び第２圧縮部２２ｂは貯槽接続流路３に対して、互いに並列に接続されている。本実施形態では、第１圧縮部２２ａを構成するスクリュ式圧縮機と、第２圧縮部２２ｂを構成するスクリュ式圧縮機とは、同じ圧縮容量の圧縮機である。ただし、必ずしも第１圧縮部２２ａおよび第２圧縮部２２ｂは同じ圧縮容量の圧縮機である必要はない。

【0046】

需要先接続流路１４は、２つの分岐路１４ｂ，１４ｃと、両分岐路１４ｂ，１４ｃが合流し需要先に繋がる合流路１４ａと、を含む。第１圧縮部２２ａの吐出部には、一方の分岐路１４ｂが接続され、第２圧縮部２２ｂの吐出部には、他方の分岐路１４ｃが接続されている。第１圧縮部２２ａ及び第２圧縮部２２ｂから吐出されたガスは対応する分岐路１４ｂ，１４ｃを通して合流路１４ａに流入する。

【0047】

バイパス手段２３は、２つのバイパス流路２３ａ（第１バイパス流路２３ａ１及び第２バイパス流路２３ａ２）と、２つのバイパス流路２３ａに設けられた２つのバイパス弁２３ｂ（第１バイパス弁２３ｂ１及び第２バイパス弁２３ｂ２）と、を含む。

【0048】

第１バイパス流路２３ａ１は、貯槽接続流路３における一方の分岐流路３ｂと、需要先接続流路１４における一方の分岐路１４ｂとを接続している。すなわち、第１バイパス流路２３ａ１は、第１圧縮部２２ａから吐出されたガスの一部を貯槽接続流路３に戻す。第２バイパス流路２３ａ２は、貯槽接続流路３における他方の分岐流路３ｃと、需要先接続流路１４における他方の分岐路１４ｃとを接続している。すなわち、第２バイパス流路２３ａ２は、第２圧縮部２２ｂから吐出されたガスの一部を貯槽接続流路３に戻す。

【0049】

需要先接続流路１４の各分岐路１４ｂ，１４ｃに圧力検出器２５がそれぞれ設けられているが、需要先接続流路１４の合流路１４ａに１つの圧力検出器２５が設けられていてもよい。なお、各分岐路１４ｂ，１４ｃにはそれぞれ開閉弁３１，３２が設けられている。なお、開閉弁３１，３２に代えて、または、開閉弁３１，３２と共に逆止弁が設けられてもよい。

【0050】

第２実施形態では、第１駆動制御部２７ａは、第１圧縮部２２ａ及び第２圧縮部２２ｂのそれぞれにおいて、起動準備制御（ステップＳＴ１３）において、第２圧縮機１８の起動によって新たに必要となる対象ガスの必要流量に相当する流量の半分のガス処理量を増大させる（ステップＳＴ１３１）。つまり、第１圧縮部２２ａ及び第２圧縮部２２ｂの両方によって必要流量が賄われるが、第２圧縮機１８の起動時において、第１圧縮部２２ａ及び第２圧縮部２２ｂのガス処理量の増大分を同じにして、第１圧縮部２２ａ及び第２圧縮部２２ｂの負荷を同じにする。

【0051】

バイパス制御部２７ｃは、起動準備制御（ステップＳＴ１３）において、新たに必要となる必要流量の半分の流量がそれぞれ第１バイパス流路２３ａ１及び第２バイパス流路２３ａ２から貯槽接続流路３へと戻るように、第１バイパス弁２３ｂ１の開度及び第２バイパス弁２３ｂ２の開度をそれぞれ大きくする（ステップＳＴ１３２）。本実施形態では、第１バイパス弁２３ｂ１の開度及び第２バイパス弁２３ｂ２の開度をそれぞれ同じ開度だけ大きくしている。

【0052】

そして、起動制御（ステップＳＴ１５）では、バイパス制御部２７ｃは、ステップＳＴ１３２において増大させた分だけバイパス弁２３ｂの開度を小さくする（ステップＳＴ１５２）。つまり、第１バイパス弁２３ｂ１の開度及び第２バイパス弁２３ｂ２の開度をそれぞれ同じ開度だけ小さくする。

【0053】

第２実施形態によれば、第１圧縮機１２の圧縮部２２が２つのスクリュ式圧縮機から構成される場合であっても、適切な起動準備制御を実現することができる。

【0054】

なお、第２実施形態では、起動準備制御において、新たに必要となる必要流量の半分の流量を第１圧縮部２２ａと第２圧縮部２２ｂとにおいて増大させるようにしているが、この構成に限られるものではない。例えば、第１圧縮部２２ａを第２圧縮部２２ｂよりもより増大させるようにしてもよい。

【0055】

この場合において、需要先に供給されるガスの流量の内の８０％を第１圧縮部２２ａで賄い、２０％を第２圧縮部２２ｂで賄う構成を仮定する。つまり、第１圧縮部２２ａの処理量Ａ１＝８０％、第２圧縮部２２ｂの処理量Ａ２＝２０％である場合を仮定する。この場合において、第２圧縮機１８の起動によって新たに必要となる必要流量Ｂが第１圧縮機１２の容量の７０％だったとすると、起動準備制御では、第１圧縮部２２ａの容量増大分を、Ｂ×Ａ２／（Ａ１＋Ａ２）＝０．７×０．２×（０．８＋０．２）＝０．１４とし、第２圧縮部２２ｂの容量増大分を、Ｂ×Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）＝０．７×０．８×（０．８＋０．２）＝０．５６としてもよい。すなわち、第１圧縮部２２ａについては、ガス処理量を１．１４倍に増大させ、第２圧縮部２２ｂについては、ガス処理量を１．５６倍に増大させてもよい。つまり、ガス処理量の大きな第１圧縮部２２ａにおいてはガス処理量の増大分を抑える一方で、ガス処理量が比較的小さい第２圧縮部２２ｂについてはガス処理量の増大分をより大きくする。またこのとき、第１バイパス弁２３ｂ１の開度の増大分を、０．７×０．２×（０．８＋０．２）＝０．１４とし、現行の開度の１．１４倍とする。また、第２バイパス弁２３ｂ２の開度の増大分を、０．７×０．８×（０．８＋０．２）＝０．５６とし、現行の開度の１．５６倍とする。なお、第１バイパス弁２３ｂ１及び第２バイパス弁２３ｂ２の開度は、スケール開度に応じて設定される。これにより、第１圧縮部２２ａ及び第２圧縮部２２ｂのガス処理量に差がある状態で運転している場合において、増大後の第１圧縮部２２ａ及び第２圧縮部２２ｂの負荷の差を減らすことができる。

【0056】

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、前記第１実施形態の説明を第２実施形態に援用することができる。

【0057】

（その他の実施形態）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、図６に示すように、スクリュ式の圧縮部２２とバイパス手段２３と制御部２７とを備えたスクリュ圧縮機５０が構成されてもよい。なお、制御部２７には、第２圧縮機１８の駆動制御を行うための第２駆動制御部２７ｂは含まれていないが、制御部２７は、第２圧縮機１８を起動するための指令を受信可能となっている。

【0058】

スクリュ圧縮機５０の圧縮部２２は需要先接続流路１４にガスを吐出する。需要先接続流路１４には、図示省略するが、図１と同様に再液化設備接続流路１６が接続されている。このスクリュ圧縮機５０の圧縮部２２の駆動中に、制御部２７が、再液化設備接続流路１６に設けられた図外の第２圧縮機１８を起動するための指令を受けると、制御部２７は起動準備制御を実行する。起動準備制御では、制御部２７（第１駆動制御部２７ａ）は、第２圧縮機１８が処理することとなる対象ガスの必要流量に相当する流量分だけ圧縮部２２の処理量を増大させ、また、制御部２７（バイパス制御部２７ｃ）は、増大させた処理量に相当する流量が貯槽接続流路３に戻るようにバイパス弁２３ｂの開度を大きくする。そして、バイパス弁２３ｂの開度が所定範囲に収まると、制御部２７は、起動制御を実行する。起動制御では、制御部２７は、第２圧縮機１８を起動する起動許可信号を出力し、またバイパス制御部２７ｃは、バイパス弁２３ｂの開度を所定開度だけ小さくする。

【0059】

前記実施形態では、起動準備制御において、スライド弁のロード側への移動（又は回転数の増大）に連動してバイパス弁２３ｂの開度が増大されるような制御方法であったがこれに限られず、様々な制御方法が採用されてよい。例えば、スライド弁の制御（又は回転数の制御）とバイパス弁２３ｂの制御は、第２圧縮機１６の処理量に基づき設定されるそれぞれの制御量に基づいて独立して行われてもよい。

【0060】

前記実施形態において、温度検出器（図示省略）が需要先接続流路１４に設けられて、この温度検出器による検出温度に基づいてバイパス弁２３ｂの制御、及び、スライド弁による容量調整又は回転数調整が行われてもよい。この検出温度に基づく制御は、第１圧縮機１２の圧縮部２２への注油、注水、対象ガスが液化した液の注入等により行われる。

【符号の説明】

【0061】

１ ：貯槽
３ ：貯槽接続流路
５ ：再液化設備
１０ ：圧縮機ユニット
１２ ：第１圧縮機
１２ａ ：調整手段
１４ ：需要先接続流路
１６ ：再液化設備接続流路
１８ ：第２圧縮機
２２ ：圧縮部
２２ａ ：第１圧縮部
２２ｂ ：第２圧縮部
２３ ：バイパス手段
２３ａ ：バイパス流路
２３ａ１ ：第１バイパス流路
２３ａ２ ：第２バイパス流路
２３ｂ ：バイパス弁
２３ｂ１ ：第１バイパス弁
２３ｂ２ ：第２バイパス弁
２７ ：制御部
５０ ：スクリュ圧縮機
ＳＴ１１ ：駆動ステップ
ＳＴ１３ ：起動準備ステップ
ＳＴ１５ ：起動ステップ

【要約】

【課題】第１の圧縮機の駆動中に第２の圧縮機を起動する場合に、第１の圧縮機の吐出側での圧力の変動を抑制する。
【解決手段】圧縮機ユニット１０は、第１圧縮機１２と、第１圧縮機１２に繋がる需要先接続流路１４から分岐する再液化設備接続流路１６上に設けられたレシプロ式の第２圧縮機１８と、制御部２７とを備える。第１圧縮機は、スクリュ式の圧縮部２２と、需要先接続流路１４及び貯槽接続流路３を接続するバイパス流路２３ａと、バイパス弁２３ｂとを含む。制御部２７は、第２圧縮機１８の起動の際に、圧縮部２２の処理量を増大させるとともに、増大させた処理量に相当する流量が貯槽接続流路３に戻るようにバイパス弁２３ｂの開度を大きくし、その後に、第２圧縮機１８を起動するとともにバイパス弁２３ｂの開度を小さくする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】