(57)【要約】【課題】エネルギーシステムの効率を改善する。【解決手段】本発明は液化天然ガスを収容する少なくとも１つのタンク（３）に液体状態にて貯蔵される天然ガスを燃料として使用するエネルギーシステムに関し、このシステムは、液化天然ガス（１ａ）および／または天然ガス蒸気（１ｂ）を加熱するためのヒーターデバイス（１５）を備えるフィーダーデバイス（１３）を含み、および回転電気機械（９）を含む熱電力ユニット（５）を使用し、このシステムは回転電気機械（９）を冷却するためのクーラーデバイス（１１）に関連付けられた第１熱交換器システム（２５）と、ヒーターデバイス（１５）に関連付けられた第２熱交換器システム（２７）とを更に含み、クーラーデバイス（１１）からヒーターデバイス（１５）へ熱を伝導させることを可能にするために第１熱交換器システム（２５）が第２熱交換器システム（２７）に連結されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化天然ガスを収容する少なくとも１つのタンク（３）に液体状態にて貯蔵される天然ガスを燃料として使用するエネルギーシステムであって、システムは液化天然ガス（１ａ）および／または天然ガス蒸気（１ｂ）を加熱するためのヒーターデバイス（１５）を備えるフィーダーデバイス（１３）を含み、および回転電気機械（９）を含む熱電力ユニット（５）を使用し、システムが回転電気機械（９）を冷却するためのクーラーデバイス（１１）に関連付けられた第１熱交換器システム（２５）と、ヒーターデバイス（１５）に関連付けられた第２熱交換器システム（２７）とを含み、クーラーデバイス（１１）からヒーターデバイス（１５）へ熱を伝導させることを可能にするために第１熱交換器システム（２５）が第２熱交換器（２７）に連結されていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
第１および第２熱交換器システム（２５、２７）の各々が複数の熱交換器（２５ａ、２７ａ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
第１熱交換器システム（２５）と第２熱交換器システム（２７）との間の連結が二相冷媒を含む少なくとも１つの熱伝導回路（２９）により構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
第１熱交換器システム（２５）が蒸発器システムであり、および第２熱交換器システム（２７）が凝縮器システムであり、よって、冷媒は第１熱交換器システム（２５）にて気相であり、および第２熱交換器システム（２７）にて液相であり、これにより、前記少なくとも１つの熱伝導回路（２９）において冷媒を重力の作用だけで循環させることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
冷媒がアルゴン、窒素、または液化天然ガス蒸気により凝縮可能な他の流体から選択される流体を含み、流体が純粋な状態または混合物の形態で使用されることを特徴とする、請求項３または４に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの熱伝導回路（２９）が少なくとも１つの流量調節器部材（３１）を含むことを特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの熱伝導回路（２９）が予備熱源（３５）に関連付けられた少なくとも１つの追加の熱交換器（３３）を含むことを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８】
フィーダーデバイス（１３）が液化天然ガス（１ａ）の前記少なくとも１つのタンク（３）より放出される天然ガス蒸気（１ｂ）を取り出すための第１回路（１９）を含み、該第１回路（１９）が少なくとも１つの圧縮機（１７）と、第２熱交換器システム（２７）に関連付けられた少なくとも１つの第１加熱熱交換器（１５ａ）とを含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
フィーダーデバイス（１３）が液化天然ガスを取り出すための第２回路（２１）を更に含み、第２回路が液化天然ガス（１ａ）の前記少なくとも１つのタンク（３）に浸漬される少なくとも１つのポンプ（２３）と、第２熱交換器システムに関連付けられた少なくとも１つの第２加熱熱交換器（１５ｂ）とを含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
クーラーデバイス（１１）が空気調節ユニット（３７）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
船を推進させるための熱電力ユニット（５）のための燃料として天然ガス（１ａ、１ｂ）を使用することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のエネルギーシステムを含む船。
【請求項１２】
フィーダーデバイス（１３）が船のデッキに、船の上部構造（４９）から所定の安全距離離れて位置する貨物領域に設置されること、および熱電力ユニット（５）が機械室（４３）に設置されることを特徴とする、請求項１１に記載の船。
【請求項１３】
船が液化天然ガス（１ａ）を輸送し、およびこれを燃料として使用するメタンタンカーであることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の船。
【請求項１４】
回転電気機械（９）が電気を発生させるためのオルタネータ（９ａ）を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のエネルギーシステムを含む発電システム。
【請求項１５】
液化天然ガスを再ガス化するためにガスパイプライン（３０）にガスを供給するターミナルであって、請求項１４に記載の発電システムを含むことを特徴とするターミナル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転電気機械を含む熱電力ユニットへエネルギーを供給するという一般的分野に関し、およびより詳細には、船において回転機械を冷却するためのエネルギーシステムまたは発電するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気推進式の船、特にメタンタンカーは、液体状態で貯蔵される天然ガスを燃料として使用するものとして知られている。
【０００３】
このタイプの船では、天然ガスは大気圧で約−１６０℃の温度で液体状態にて輸送される。積荷（または貨物：cargo）を収容したタンクは断熱されているが、断熱材を通過する熱のため、積荷のフラクションが継続的に、典型的には１日あたり０．１％〜０．３％で蒸発する。
【０００４】
航行中、船の推進力の少なくとも一部を提供するため、相当する天然ガス蒸気を燃料として使用するのが好都合である。最近まで、そのようなメタンタンカーは蒸気推進式であった。蒸気を供給するボイラーには、天然ガスで作動するバーナーと、重油で作動するバーナーとの双方が備えられていた。船のエネルギー必要量（または要件：requirements）、および天然ガス蒸気が積荷から放出される程度（または割合）に応じて、天然ガス蒸気から供給される力に加えて重油バーナーから供給される力を用いることにより蒸気発生を調節することができる。
【０００５】
そのような組み合わせ推進タイプには利点もあり、待機状態中や、ゆっくり蒸気を生じているときに起こり得るように、ボイラーから供給される力より船のエネルギー必要量が小さいときはいつでも、過剰蒸気を船の推進システムに代えて凝縮器に直接排出できる。
【０００６】
しかしながら、そのような推進タイプには多くの難点、特に以下のものがある：
・ディーゼル油、ガスタービン、または重油を用いるディーゼルに基づく推進システムより効率が低いこと；
・機械室の寸法が大きく、よって、所定寸法の船体において積荷のために利用可能な容積が小さくなること；および
・推進が比較的一般的ではない技術に基づいており、このためメンテナンスおよび船員の訓練を困難にさせ得ること。
【０００７】
従って、その推進タイプは現在のところ、船のエネルギー必要量では蒸気を消費（または吸収）できない場合は積荷から放出される天然ガス蒸気を燃焼または再液化させるように機能するデバイスへ、ディーゼルエンジンまたはガスタービンを用いることに基づく技術と競合的に接続されている。エンジンおよびタービンはいずれも発電機を駆動するために天然ガスまたは他の燃料油のいずれかを燃料として使用でき、次にこの発電機はとりわけ、１つまたはそれより多い推進モーターに電力供給するのに使用される。
【０００８】
利用可能な天然ガス蒸気が船の熱エネルギー必要量を提供するのに不十分な場合、追加のエネルギーを燃料油から取り出す代わりに、液化天然ガスから、これをタンクから直接に液体状態で移送（またはポンプ移送）し、その後に蒸発させて取り出すことができる。
【０００９】
天然ガス蒸気および液化天然ガスはいずれも、船の推進システムで直接使用可能であるには冷たすぎる温度（それぞれ約−１３０℃および−１６０℃）および低すぎる圧力でタンクから取り出される。よって、それらを使用する前に、それらを周囲付近の温度に上昇させ、およびそれらを数バールの圧力に圧縮する必要がある。
【００１０】
図５は大幅に簡略化してあり、メタンタンカー用の従来の電気推進システムを示す。
【００１１】
このシステムはタンク１０３より放出される天然ガス蒸気１０１ｂを取り出す第１回路１１９を含んで成る。天然ガス蒸気１０１ｂは、蒸気を船の推進システムのエンジン１０７に適合し得る圧力および温度とするため、１つまたはそれより多い圧縮機１１７に、その後、加熱熱交換機１１５ａに導かれる。
【００１２】
船の必要量に釣り合わせるのに必要となり得る追加のエネルギーを提供するため、システムは、液化天然ガス１０１ａを取り出すための第２回路１２１であって、１つまたはそれより多い液化天然ガスタンク１０１ａに浸漬された１つまたはそれより多いポンプ１２３を含む第２回路と、液化ガス１０５ａをエンジン１０７に適合し得る温度および圧力まで上昇させるための別の加熱熱交換器１１５ｂとを含む。
【００１３】
熱交換器１１５ａおよび１１５ｂには熱源２０１（蒸気または電気）から熱が供給され、これにより、天然ガス蒸気１０１ｂおよび液化天然ガス１０１ａを加熱できる。
【００１４】
船の推進システムは１つまたはそれより多い電気モーター１０９ｂを含み、これはパワーエレクトロニクス１０９ｃを経て電力供給され、そして１つまたはそれより多いプロペラ１４７を直接に、または連結器を通じて、もしくは減速ギアボックス１４５を通じて駆動する。
【００１５】
加えて、モーター１０９ｂ、オルタネータ１０９ａ、およびパワーエレクトロニクス１０９ｃは全て、空気または水を用いる冷却システム２０３ｂ、２０３ａおよび２０３ｃにより冷却される。
【００１６】
しかしながら、その電気推進システムのエネルギー効率は非常に高くはない。
【発明の目的および要旨】
【００１７】
よって、本発明は、熱電力ユニットを含み、および液体状態で貯蔵される天然ガスを使用できるエネルギーシステムの効率を改善することを模索するものである。
【００１８】
もう１つの目的は、信頼性および安全性を改善しつつ、システムの全体寸法を小さくすることにある。
【００１９】
他の目的はメンテナンスを容易にし、およびコストを削減することにある。
【００２０】
これらの目的は次のエネルギーシステムにより達成される：液化天然ガスを収容する少なくとも１つのタンクに液体状態にて貯蔵される天然ガスを燃料として使用するエネルギーシステムであって、システムは液化天然ガスおよび／または天然ガス蒸気を加熱するためのヒーターデバイスを備えるフィーダー（または供給器）デバイスを含み、および回転電気機械を含む熱電力ユニットを使用し、システムは回転電気機械を冷却するためのクーラーデバイスに関連付けられた第１熱交換器システムと、ヒーターデバイスに関連付けられた第２熱交換器システムとを更に含み、クーラーデバイスからヒーターデバイスへ熱を伝導させることを可能にするために第１熱交換器システムが第２熱交換器に連結（または接続）されているシステム。
【００２１】
よって、電気推進モーターおよび他の電気部品（または構成要素）の操作温度を下げるために、タンク（単数または複数）より放出される天然ガス蒸気およびこのタンクから取り出される液化天然ガスにおいて利用可能な（available）ヒートシンクのフラクションを用いることによって、効率を極めて顕著に改善することができ、およびとりわけコストおよび嵩（または体積：bulk）を小さくすることができる。
【００２２】
加えて、本発明は、回転電気機械の部品からの熱損失を天然ガスの再ガス化または加熱に使用することにより、システムのエネルギー収支を顕著に改善することができる。
【００２３】
好都合には、第１および第２熱交換器システムの各々が複数の熱交換器を含む。
【００２４】
第１熱交換器システムと第２熱交換器システムとの間の連結は二相冷媒を含む少なくとも１つの熱伝導回路により構成される。
【００２５】
好ましくは、第１熱交換器システムは蒸発器システムであり、および第２熱交換器システムは凝縮器システムであり、よって、冷媒は第１熱交換器システムにて気相であり、および第２熱交換器システムにて液相であり、従って、上記少なくとも１つの熱伝導回路において冷媒を重力の作用だけで循環させる。
【００２６】
冷媒はアルゴン、窒素、または液化天然ガス蒸気により凝縮可能な他のあらゆる流体から選択される流体を含み、流体は純粋（またはピュア）な状態または混合物の形態で使用される。
【００２７】
本発明の特徴によれば、上記少なくとも１つの熱伝導回路は少なくとも１つの流量調節器部材を含む。
【００２８】
本発明の別の特徴によれば、上記少なくとも１つの熱伝導回路は予備熱源に関連付けられた少なくとも１つの追加の熱交換器を含む。
【００２９】
本発明の１つの要旨において、フィーダーデバイスは、液化天然ガスの上記少なくとも１つのタンクより放出される天然ガス蒸気を取り出すための第１回路を含み、この第１回路は少なくとも１つの圧縮機と、第２熱交換器システムに関連付けられた少なくとも１つの第１加熱熱交換器とを含む。
【００３０】
本発明の別の要旨において、フィーダーデバイスは、液化天然ガスを取り出すための第２回路を更に含み、第２回路は液化天然ガスの上記少なくとも１つのタンクに浸漬される少なくとも１つのポンプと、第２熱交換器システムに関連付けられた少なくとも１つの第２加熱熱交換器とを含む。
【００３１】
本発明の更に別の特徴によれば、クーラーデバイスは空気調節ユニットを含む。
【００３２】
また、本発明は特に、上記で説明した特徴を有するエネルギーシステムを含む船（または船舶）であって、船を推進させるための熱電力ユニットのための燃料として天然ガスを使用する船を提供する。
【００３３】
好都合には、フィーダーデバイスは船のデッキに、船の上部構造から所定の安全距離離れて位置する貨物領域に設置され、および熱電力ユニットは機械室に設置される。
【００３４】
特に、船は液化天然ガスを輸送し、またこれを燃料として使用するメタンタンカーである。
【００３５】
また、本発明は上記の特徴を有するエネルギーシステムを含む発電（または電気発生もしくは電力生産）システムであって、回転電気機械は電気を発生させるためのオルタネータを含むシステムをも提供する。
【００３６】
特に、本発明は液化天然ガスを再ガス化するためのターミナルであって、ターミナルに電力を供給する発電機またはオルタネータを冷却するために、液化天然ガスを再ガス化するプロセス中に利用可能なヒートシンクを使用できるターミナルに適用することができる。
【００３７】
本発明の方法および装置の他の特徴および利点は、本発明を限定しない例示の目的で示す以下の説明を読み、および添付の図面を参照することにより明らかになる。
【実施態様の詳細な説明】
【００３８】
図１は１つまたはそれより多いタンク３（１つのタンクのみを図示する）に液体状態で貯蔵される天然ガス１ａ、１ｂを、エンジン７および回転電気機械９を含む熱電力ユニット５と共に使用するエネルギーシステムの大幅に簡略化した図である。
【００３９】
回転電気機械９はオルタネータ９ａ、およびパワーエレクトロニクス９ｃを経て電力供給される電気モーター９ｂを含んでいてよい。
【００４０】
これら回転電気機械９はクーラーデバイス１１により冷却され、クーラーデバイス１１は常套的には熱交換器１１ａおよび１１ｂを備える回路を含み得る。従って、クーラーデバイス１１により、オルタネータ９ａ、電気モーター９ｂ、およびパワーエレクトロニクス９ｃは適切に動作することができる。
【００４１】
加えて、このエネルギーシステムには、熱電力ユニット５にあるエンジン７に供給するために（図１）、または場合によりガスパイプラインに供給するために（図３参照）、液化天然ガス１ａおよび／または天然ガス蒸気１ｂを取り出して処理するためのフィーダーデバイス１３が含まれる。
【００４２】
この目的のため、フィーダーデバイス１３は、液化天然ガス１ａおよび／または天然ガス蒸気１ｂを周囲（または大気）付近の温度に加熱するための１つまたはそれより多い熱交換器１５ａ、１５ｂを有するヒーターデバイス１５、および場合により天然ガス蒸気１ｂを圧縮するための１つまたはそれより多い圧縮機１７を備える。
【００４３】
そして、フィーダーデバイス１３は、液化天然ガス１ａを収容したタンク３より放出される天然ガス蒸気１ｂを取り出すための第１回路１９を含む。この第１回路１９は少なくとも１つの圧縮機１７および第１加熱熱交換器１５ａを含む。
【００４４】
更に、熱電力ユニット５の必要量を賄うために必要となる可能性のある追加のエネルギーを供給するため、フィーダーデバイス１３は液化天然ガス１ａを取り出すための第２回路２１を含んでいてよい。この第２回路２１は液化天然ガス１ａを収容したタンク３に浸漬された少なくとも１つのポンプ２３と、第２加熱熱交換器１５ｂとを含む。
【００４５】
加えて、そして本発明に従って、エネルギーシステムは、回転電気機械９を冷却するためのデバイス１１に関連付けられた第１熱交換器２５と、熱電力ユニット５に供給される液化天然ガス１ａおよび／または天然ガス蒸気１ｂを加熱するためのデバイス１５に関連付けられた第２熱交換器システム２７とを含む。
【００４６】
第１熱交換器システム２５は１つまたはそれより多い熱交換器２５ａを含んでいてよい。同様に、第２熱交換器２７は１つまたはそれより多い熱交換器２７ａを含んでいてよい。簡略化のために、図面には第１および第２熱交換器システム２５、２７の各々につき１つの熱交換器２５ａ、２７ａのみを示していることに留意されるべきである。
【００４７】
熱エネルギー（図中、矢印にて示す）をクーラーデバイス１１からヒーターデバイス１５に伝達（または伝導）させ得るように第１熱交換器システム２５は第２熱交換器システム２７に連結される。よって、回転電気機械９の操作温度を下げるため、またはこの機械をより効率的に冷却するために、タンク３より放出される天然ガス蒸気１ｂにおいて、およびこのタンク３から取り出される液化天然ガス１ａにおいて利用可能なヒートシンクのフラクションを使用する。
【００４８】
第１熱交換器システム２５と第２熱交換器システム２７との間の連結は、冷却流体を移送する少なくとも１つの熱伝導回路２９を形成するダクト２９ａ、２９ｂを介して実現される。
【００４９】
熱伝導回路２９はループを形成し、第１回路１９から第１加熱熱交換器１５ａに供給される冷たい天然ガス蒸気１ｂに、また、第２回路２１によりタンク３から取り出される液化天然ガス１ａに第２加熱熱交換器１５ｂを通じて、両方に熱を伝えることができるようになっている。
【００５０】
この熱伝導ループまたは回路２９には冷却流体が入っており、その組成は必要な熱的性能に応じて、特に第１および第２熱交換器システム２５および２７の操作温度に応じて最適化できる。
【００５１】
図２はエネルギーシステムの大幅に簡略化した図を示し、このシステムは第１熱交換器システム２５が第２熱交換器システム２７より低い位置に配置されている点で図１のシステムと本質的に相違する。これは、第１熱交換器システム２５が第２熱交換器システム２７より高い温度であるために生じる第１熱交換器システム２５を流れる冷却流体と第２熱交換器システム２７を流れる流体との間の密度差により、冷却流体に対して重力ポンプを提供する。
【００５２】
好都合には、冷却流体は二相流体、例えばアルゴン、窒素、または液化天然ガス蒸気により凝縮し得るその他の任意の冷媒（例えば炭化水素）であり、純粋な状態または混合物の形態で使用される。第１および第２熱交換器２５、２７の一方または他方における冷却流体の相を変えることにより、熱伝導回路２９の性能を向上させることができ、また、これを構成する要素（または部材）の寸法およびコストを小さくすることができる。
【００５３】
特に、冷媒に関して第１熱交換器システム２５は蒸発システムであってよく、および第２熱交換器システム２７は凝縮システムであってよい。よって、冷媒は第１熱交換器システム２５では気相を、そして第２熱交換器システム２７では液相を呈し、重力の作用だけで熱伝導回路２９を廻る冷媒の循環を更に向上させる。
【００５４】
第１熱交換器システム２５の熱交換能を回転電気機械９の要請に合わせるために、熱伝導回路２９は冷媒に作用する１つまたはそれより多い流量調節器部材３１（１つの部材のみを点線にて示す）をオプションとして含んでいてよい。
【００５５】
加えて、熱伝導回路２９は、予備熱源３５（点線にて示す）に関連付けられた少なくとも１つの追加の熱交換器３３（点線にて示す）をオプションとして含んでいてよく、これは、例えば水回路、電気ヒーター、または蒸気源により構成され得る。
【００５６】
回転電気機械９を冷却するためのクーラーデバイス１１から第１熱交換器システム２５により回収した熱では不十分なときであっても、熱伝導回路２９に追加の熱交換器３３を含めることにより、第１および第２加熱熱交換器１５ａおよび１５ｂを流れる天然ガス蒸気１ｂおよび液体天然ガスを蒸発させ、加熱するように機能する。
【００５７】
更に、クーラーデバイス１１は空気調節器ユニット３７を含んでいてよい。とりわけ、回転電気機械９の温度を調節可能なものとするフレキシビリティ（または柔軟性）を改良するため、第１熱交換器システム２５を介して利用可能なヒートシンクをそれら機械へ直接使用する必要はなく、空気調節器ユニット３７を介して使用する。
【００５８】
よって、このエネルギーシステムは電気を発生させる（または発電する）ためのシステム、特に、エネルギー必要量を提供するために液化天然ガス１ａまたは天然ガス蒸気１ｂを使用する海上ガスターミナルにおけるシステムに適用できる。そのような場合、回転電気機械９は、電気を発生させるための発電機またはオルタネータ９ａにより主に構成される。
【００５９】
図３は大幅に簡略化してあり、そして、本発明のエネルギーシステムを含み、また１つまたはそれより多いタンク３に液体状態で貯蔵される天然ガス１ａをガスパイプライン３０に供給するために使用する再ガス化ターミナルを示す。この図における要素は図１および２にて同じ参照番号を付した要素と同様であることに留意されるべきである。
【００６０】
パイプライン３０に高圧ガスを供給するための要件に応じて、タンク３に収容された液化ガス１ａをこのタンク３中に浸漬したポンプ２３により高圧ポンプ２４へ送り、高圧ポンプ２４は、液化ガス１ａをパイプライン３０へ実質的に周囲温度にて送る前に確実に再ガス化するために液化ガス１ａをヒーターデバイス１５（この場合、再ガス化デバイスに対応する）へ移送する。
【００６１】
同様に、そして本発明に従って、クーラーデバイス１１からヒーターデバイス１５に熱を伝導させ得るように第１熱交換器システム２５は第２熱交換器システム２７に連結される。
【００６２】
よって、タンク３に貯蔵される液化天然ガス１ａを再ガス化するためのヒーターデバイス１５により提供されるヒートシンクを用いて、第１および第２熱交換器２５および２７を介して回転電気機械９を冷却する。
【００６３】
ターミナルの熱電力ユニット５におけるエンジン７へ、タンク３に貯蔵される液化天然ガス１ａおよび／または天然ガス蒸気１ｂを、簡略化のために図示していない回路を用いて供給してもよいことに留意されるべきである。
【００６４】
また、このエネルギーシステムは液体状態で貯蔵される天然ガスを燃料として使用する船に適用してもよい。特に、このシステムは液化天然ガスの輸送に供するメタンタンカーに適用することができる。
【００６５】
図４は、液体状態で貯蔵される天然ガスを船の燃料として使用する電気推進式メタンタンカーの大幅に簡略化した図である。
【００６６】
このメタンタンカーは図２に示すタイプのエネルギーシステムを含むが、図４を簡略化するためにそのほんの一部の要素のみを示している。しかしながら、このエネルギーシステムの構造はメタンタンカー船に設置することに関する制約を考慮する必要がある。
【００６７】
そして、エネルギーシステムを構成する装置の様々な部品は、本来的には安全のために、船の２つの別の場所に配置する。
【００６８】
ガス供給装置１３は船の貨物領域４１に設置される。他方、船を推進させる熱電力ユニット５は機械室領域４３に設置される。
【００６９】
よって、貨物（または積荷）領域４１には、積荷をモニターするためおよび積荷を船の推進システムにおいて燃料として使用するため、特にタンク３内の圧力をモニターするため、タンク３から第１回路１９により取り出される天然ガス蒸気１ｂを加熱するため、およびこれをヒーターデバイス１５にて加熱し、そして圧縮機１７にて加圧するため、ならびに追加の燃料として使用するのに第２回路２１により取り出される液化天然ガス１ａをヒーターデバイス１５によって蒸発させ、および加熱するために必要な付属装置のほとんどが含まれる。
【００７０】
更に、機械室領域４３には、とりわけ、エンジン７、オルタネータ９ａ、パワーエレクトロニクス９ｃが含まれ、および電気推進モーター９ａは１つまたはそれより多いプロペラ４７を駆動するために直接作用し、あるいは連結器または減速ギアボックス４５を介して作用する。
【００７１】
安全基準によれば、貨物領域４１（これは危険なものと見なされる）は船のデッキに位置し、かつ船の上部構造４９から所定の安全距離で離れていることが必要であり、また、これによれば、機械室は水線より少なくとも幾分かは下に位置することから機械室は通気が比較的困難であるため、機械室４３における装置の危険な部品の数を最小限にすることも必要である。
【００７２】
この結果、メタンタンカーにおいては、貨物領域４１と機械室４３に配置される回転電気機械９との間にある熱伝導回路２９により、大きな距離および水平位置差の双方に対処する必要がある。例えば、貨物領域４１と船の上部構造４９の下方に位置する機械室４３との間の距離は約１００メートル（ｍ）であり、貨物領域４１と機械室４３との間の水平位置差は約３０ｍである。
【００７３】
このため、熱伝導回路２９のダクト２９ａおよび２９ｂにおける頭損失が大きくなり得る。このことは、回路での頭損失を克服するために熱伝導回路２９にポンプ４９（点線にて示す）を設置することの理由となろう。
【００７４】
しかしながら、貨物領域４１と機械室４３との間の水平位置における差は、冷間ダクト２９ａと熱間ダクト２９ｂとの間の流体密度における差を利用して冷媒を重力の影響下のみで循環させるために使用するように設定でき、このことは、冷媒に対して第２熱交換器システム２７を凝縮器として操作し、および第１熱交換器システム２５を蒸発器として操作することが可能な場合に特に当て嵌まる。その場合、冷間ダクト２９ａは液体で充たされ、他方、熱間ダクト２９ｂはガスで充たされる。
【００７５】
これには、例えば冷媒として約２メガパスカル（ＭＰａ）の圧力のアルゴンを選択すると、この圧力におけるアルゴンの液化温度が−１４０℃であるということを適用できる。
【００７６】
第２熱交換器システム２７においてアルゴンを、約−３０℃の温度の冷たい天然ガス蒸気１ｂに加熱熱交換器１５ａを介して接触させることによって、および−１６０℃の温度の液化天然ガス１ａに第２加熱熱交換器１５ｂを介して接触させることによって冷却し、および液化させることができる。
【００７７】
そのような場合、冷間ダクト２９ａの底部における液体カラム内の静水圧は約０．３ＭＰａとなる。例えば、第１熱交換器システム２５の出口におけるアルゴン温度が約０℃であり、熱間ダクト２９ｂがガスで充満しているとき、対応する静水圧は約０．０３ＭＰａである。よって、熱伝導回路２９の２つの部分の間のこの圧力差を使用して、ポンプ４９を使用することを要さずに熱回路２９における頭損失を克服することができ、よって、エネルギーシステムの信頼性を高め、およびコストを削減することができる。
【００７８】
１秒あたり約３キログラム（約３ｋｇ／ｓ）のアルゴン流量では、機関室４３と貨物領域４１との間に約６００キロワット（ｋＷ）の割合で熱を伝導させることができ、パイプ２９ａおよび２９ｂがそれぞれ２０センチメートル（ｃｍ）および５ｃｍの直径を有するとき、熱間ダクト２９ｂと冷間ダクト２９ａとの間の静水圧差により頭損失を克服する。
【００７９】
よって、これらのダクト（特に冷間ダクト２９ｂ）を数ｃｍの厚さの断熱発泡体で被覆する必要があるときであっても、これらを貨物領域４１と機械室４３との間で船内に設置することは特段の問題を生じない。
【００８０】
通常操作における熱伝導回路２９内の平均圧力が約２ＭＰａである場合、回路２９は、船にガスがなくて回路２９の全体が周囲と近い温度であるときよりも高い圧力（約５ＭＰａ）に適応するような寸法とする必要がある。
【００８１】
別の解決策は、熱伝導回路２９に、例えば貨物領域４１にバッファタンク５１（点線にて示す）を配置することであり、これにより、この種の圧力上昇を制限することができる。バッファタンク５１は、その寸法を小さくするため、オプションとして断熱材で被覆し、液化天然ガス１ａで充たされる熱交換器および蒸発器５３によって周囲より低い温度、更には極低温に維持してよく、これにより、アルゴンを液体状態で貯蔵できる。
【００８２】
冷却流体の選択はアルゴンに限定されず、熱伝導回路２９の熱伝導能力を向上させるため、またはその操作圧力を低くするために、その他の流体または流体の混合物も考えることができる。
【００８３】
本発明はメタンタンカーへの適用に加えて、より一般的には、液体状態で貯蔵される天然ガスを船の燃料として使用するいかなる船にも適用できる。特に、そのような場合、液化天然ガスの燃料タンクがメタンタンカーにおけるタンクに比べて非常に小さいとすると、液化天然ガスへの熱の漏れはごくわずかであり、必要な燃料のほとんどを液体状態で取り出せることに留意されるべきである。同等の電力で推進するのに、利用可能なヒートシンクは極めて大幅により大きく、典型的には２〜３倍大きく、これにより、回転電気機械をより低い温度で操作することもできる。そのような場合、タンク内の蒸気をヒートシンクとして用いる必要はなく、よって、場合により、ガスを取り出すための第１回路を省略することもできる。
【００８４】
従って、本発明のエネルギーシステムは発電システムまたは船に適用する場合、熱の使用において、天然ガス蒸気１ｂおよび／または液化天然ガス１ａを加熱することと、回転電気機械９を冷却することとの間でシナジー（または相互作用）を提供するものである。
【００８５】
天然ガス蒸気１ｂおよび／または液化天然ガス１ａによって提供されるヒートシンクは、クローズドまたはオープンの冷却回路を有する機械でそれぞれ常套的に使用される水または空気より冷たい冷却媒体に相当する。
【００８６】
従って、回転電気機械９の操作箇所を温度のより低い方へ動かすことによって、ジュール効果により損失がより小さくなる。この結果、そのような機械の効率は上昇し、これにより、エンジン７のエネルギー消費を削減し、および汚染粒子（またはパーティクル）の放出を低減することができる。
【００８７】
また、回転電気機械９を従来の分類（ＢＶ、ＤＮＶ、ＡＢＳなど）により規定されるような各操作温度にて使用し続けることも考えられるが、これらは冷却することによってより効率的になる。そのような場合、回転電気機械９の単位重量当りの電力が上昇し、よって、回転電気機械９をよりコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】天然ガスを液体状態で使用し、および本発明に従ってクーラーデバイスに関連付けられた第１熱交換器と、ヒーターデバイスに関連付けられた第２熱交換器とを含むエネルギーシステムの大幅に簡略化した図である。
【図２】第１熱交換器システムが第２熱交換器システムより低い位置に配置された図１の変形態様を示す。
【図３】ガスパイプラインに供給し、および本発明のエネルギーシステムを含む再ガス化ターミナルの大幅に簡略化した図である。
【図４】図２に示すような熱交換器システムを含む電気推進式メタンタンカー船の大幅に簡略化した図である。
【図５】従来の船におけるエネルギーシステムの大幅に簡略化した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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