(57)【要約】  圧縮機システムは、（ａ）第１の段（４１）と第２の段（４５）を有する第１圧縮機（４３）であって、該第１の段（４１）が第１のガス（３）を圧縮し、該第２の段（４５）が第４のガス（９）と該第１の段（４１）からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮する第１圧縮機（４３）；（ｂ）第１の段（４７）と第２の段（５１）を有する第２圧縮機（４９）であって、該第１の段（４７）が第２のガス（５）を圧縮し、該第２の段（５１）が第３のガス（７）と該第１の段（４７）からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮する第２圧縮機（４９）；及び（ｃ）該第１圧縮機の第２の段からの排出物（５３）と該第２圧縮機の第２の段からの排出物（５５）を組み合わせて圧縮ガスを提供するための配管手段（５７）を備える。第２のガス（５）は第１のガス（５）よりも高い圧力であり、第３のガス（７）は第２のガス（５）よりも高い圧力であり、第４のガス（９）は第３のガス（７）よりも高い圧力である。本システムは、多段冷却、特にＬＮＧの多段冷却に対して特定の用途を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の段と第２の段を有する第１圧縮機であって、該第１圧縮機の第１の段が第１のガスを圧縮するよう適合され、該第１圧縮機の第２の段が第４のガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第１圧縮機；及び
（ｂ）第１の段と第２の段を有する第２圧縮機であって、該第２圧縮機の第１の段が第２のガスを圧縮するよう適合され、該第２圧縮機の第２の段が第３のガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第２圧縮機を備え；
該第１のガスが第１の圧力にあり、該第２のガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３のガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４のガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にある、圧縮機システム。
【請求項２】
前記第１圧縮機の第２の段からの排出物と前記第２圧縮機の第２の段からの排出物を組み合わせて複合圧縮ガスを提供するための配管手段をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
（ａ）第１圧縮機の第１の段において第１のガスを圧縮し、該第１圧縮機の第２の段において、第４のガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮し、該第１圧縮機の第２の段から第１の圧縮ガス流を回収する工程；
（ｂ）第２圧縮機の第１の段において第２のガスを圧縮し、該第２圧縮機の第２の段において、第３のガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮し、該第２圧縮機の第２の段から第２の圧縮ガス流を回収する工程；及び
（ｃ）該第１の圧縮ガス流と該第２の圧縮ガス流を組み合わせて最終の圧縮ガス流を提供する工程を含み；
該第１のガスが第１の圧力にあり、該第２のガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３のガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４のガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にあり、該最終の圧縮ガス流が該第４の圧力よりも高い最終圧力にある、ガスを圧縮するための方法。
【請求項４】
前記第１、第２、第３及び第４のガスのいずれも、冷却システムから提供される冷媒ガスであり、前記最終の圧縮ガス流が、該冷却システムに提供される圧縮冷媒ガスである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
（ａ）圧縮冷媒ガスを提供するための圧縮機システムであって、
（１）第１の段と第２の段を有する第１圧縮機であって、該第１圧縮機の第１の段が第１の冷媒ガスを圧縮するよう適合され、該第１圧縮機の第２の段が第４の冷媒ガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第１圧縮機；
（２）第１の段と第２の段を有する第２圧縮機であって、該第２圧縮機の第１の段が第２の冷媒ガスを圧縮するよう適合され、該第２圧縮機の第２の段が第３の冷媒ガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第２圧縮機；及び
（３）該第１圧縮機の第２の段からの排出物と該第２圧縮機の第２の段からの排出物を組み合わせて圧縮冷媒ガスを提供するための配管手段を含み；
該第１の冷媒ガスが第１の圧力にあり、該第２の冷媒ガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３の冷媒ガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４の冷媒ガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にある、圧縮機システムと；
（ｂ）該圧縮冷媒ガスを冷却して凝縮させ、それによって凝縮された冷媒流を提供するための圧縮機最終冷却器と；
（ｃ）４つの温度範囲の冷却を提供するよう適合された冷却装置であって、
（ｉ）該凝縮された冷媒流の圧力を第４の圧力に低下させ、それによって第１の減圧された冷媒液を提供するための第１の減圧手段；
（ｉｉ）該第４の圧力にある第１の減圧された冷媒液の第１の冷媒部分を気化し、それによって第１の温度範囲の冷却を提供し、そして第４の冷媒ガスを提供するための熱交換手段；
（ｉｉｉ）該第１の減圧された冷媒液の液体の第２の冷媒部分の圧力を第４の圧力から第３の圧力に低下させ、それによって第２の減圧された冷媒を提供するための第２の減圧手段；
（ｉｖ）該第３の圧力にある第２の減圧された冷媒の第１の冷媒部分を気化し、それによって第２の温度範囲の冷却を提供し、そして第３の冷媒ガスを提供するための熱交換手段；
（ｖ）該第２の減圧された冷媒の液体の第２の冷媒部分の圧力を第３の圧力から第２の圧力に低下させ、それによって第３の減圧された冷媒を提供するための第３の減圧手段；
（ｖｉ）該第２の圧力にある第３の減圧された冷媒の第１の冷媒部分を気化し、それによって第３の温度範囲の冷却を提供し、そして第２の冷媒ガスを提供するための熱交換手段；
（ｖｉｉ）該第３の減圧された冷媒の液体の第２の冷媒部分の圧力を第２の圧力から第１の圧力に低下させ、それによって第１の圧力にある第４の減圧された冷媒を提供するための第４の減圧手段；及び
（ｖｉｉｉ）該第１の圧力にある減圧された冷媒を気化し、それによって第４の温度範囲の冷却を提供し、そして第１の冷媒ガスを提供するための熱交換手段を備える、冷却装置と；
を含む、複数の温度レベルでの冷却を提供するための冷却システム。
【請求項６】
前記冷却装置が、別の圧縮冷媒ガスを冷却するよう適合された、請求項５に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記冷媒装置が、液化の前に天然ガスを予冷するよう適合された、請求項５に記載の冷却システム。
【請求項８】
（ａ）
（１）第１圧縮機の第１の段において第１の冷媒ガスを圧縮し、該第１圧縮機の第２の段において第４の冷媒ガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮し；
（２）第２圧縮機の第１の段において第２の冷媒ガスを圧縮し、該第２圧縮機の第２の段において第３の冷媒ガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮し；そして
（３）該第１圧縮機の第２の段からの排出物と該第２圧縮機の第２の段からの排出物を組み合わせて圧縮冷媒ガスを提供し；
該第１の冷媒ガスが第１の圧力にあり、該第２の冷媒ガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３の冷媒ガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４の冷媒ガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にある工程と；
（ｂ）該圧縮冷媒ガスを冷却して凝縮させ、それによって凝縮された冷媒流を提供する工程と；
（ｃ）４つの温度範囲の冷却を提供する工程であって、
（ｉ）該凝縮された冷媒流の圧力を第４の圧力に低下させ、それによって第１の減圧された冷媒液を提供すること；
（ｉｉ）該第４の圧力にある第１の減圧された冷媒液の第１の冷媒部分を気化し、それによって第１の温度範囲の冷却を提供し、そして第４の冷媒ガスを提供すること；
（ｉｉｉ）該第１の減圧された冷媒液の液体の第２の冷媒部分の圧力を第４の圧力から第３の圧力に低下させ、それによって第２の減圧された冷媒を提供すること；
（ｉｖ）該第３の圧力にある第２の減圧された冷媒液の第１の冷媒部分を気化し、それによって第２の温度範囲の冷却を提供し、そして第３の冷媒ガスを提供すること；
（ｖ）該第２の減圧された冷媒液の液体の第２の冷媒部分の圧力を第３の圧力から第２の圧力に低下させ、それによって第３の減圧された冷媒を提供すること；
（ｖｉ）該第２の圧力にある第３の減圧された冷媒液の第１の冷媒部分を気化し、それによって第３の温度範囲の冷却を提供し、そして第２の冷媒ガスを提供すること；
（ｖｉｉ）該第３の減圧された冷媒液の液体の第２の冷媒部分の圧力を第２の圧力から第１の圧力に低下させ、それによって第４の減圧された冷媒を提供すること；及び
（ｖｉｉｉ）該第１の圧力にある第４の減圧された冷媒を気化し、それによって第４の温度範囲の冷却を提供し、そして第１の冷媒ガスを提供することにより、４つの温度範囲の冷却を提供する工程と；
を含む、冷却方法。
【請求項９】
第１、第２、第３及び第４の温度範囲のうち少なくとも１つにおいて提供される冷却によって追加の圧縮冷媒ガスを冷却する工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記追加の圧縮冷媒ガスが、窒素及び１〜５個の炭素原子を有する炭化水素から選択される２つ以上の成分を含有する混合冷媒ガスである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第１、第２、第３及び第４の温度範囲のうち少なくとも１つにおいて提供される冷却によって液化の前に天然ガスを予冷する工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記圧縮冷媒ガスが、２〜４個の炭素原子を有する炭化水素から選択される単一成分である、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記圧縮冷媒ガスが、窒素及び１〜５個の炭素原子を有する炭化水素から選択される２つ以上の成分を含む、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
新しいガス液化プラント及び他のガス処理プラントが、より大型のプラントに関連する有利な経済的利益を実現するために、さらに高い生産速度を得るよう設計されている。これらのより大型のプラントは、より高い冷媒循環速度で以ってより大きな冷却を必要とし、それゆえ、より大きな冷媒圧縮機が必要とされている。ガス処理プラントが大型になるにつれ、達成可能な最大の生産速度は、利用可能な最大の圧縮機サイズによって制限される場合がある。
【０００２】
単一冷媒圧縮機が使用される場合、冷媒流量を高めるには、先端速度がより高く、ケーシングがより大きくかつより厚肉であり、インペラに対する流入速度が高いより大きなインペラが必要とされる。圧縮機の構成部品のサイズが増大するにつれ、圧縮機はその基本的な空気力学的限界に達し、それによって可能な最大の圧縮機能力が決定される。多くの冷却システムは様々な圧力で複数の冷媒流を利用し、これらのシステムでは、複数の段間吸込み口を有する圧縮機が一般に必要とされる。これら大型の多段圧縮機の製造及び設置は、圧縮機のサイズが増大するにつれて著しくより困難になる。
【０００３】
従来の多段冷媒圧縮機が図１に概略的に示される。冷却システム１は、複数の冷媒流が異なる圧力レベルで気化して複数の温度範囲の冷却を提供する任意のタイプの冷却システムを示す。この例では、冷却システム１は、適切な熱交換器において４つの異なる圧力で気化して４つの温度範囲の冷却を提供する４つの冷媒流を利用している。それぞれ異なる圧力のライン３、５、７及び９の４つの気化冷媒流が、システム１から回収され、各冷媒流の圧力に応じて適切な位置で多段圧縮機１１の段に導入される。
【０００４】
ライン３の最も低い圧力の気化冷媒は、低圧段Ａとして示される第１の段１３の入口に導入される。ライン５の低中圧の冷媒流は、低中圧段Ｂとして示される圧縮機１１の第２の段１５に導入される。ライン７の高中圧の冷媒流は、高中圧段Ｃとして示される圧縮機１１の第３の段１７に導入される。ライン９の高圧の冷媒流は、高圧段Ｄとして示される圧縮機１１の第４の段１９に導入される。圧縮機の各段は、１つ又は複数のインペラを備え、ガスの増大する質量流を圧縮する。最終の圧縮冷媒ガスは、ライン２１を介して冷却システム１に戻される。
【０００５】
低圧段Ａ（第１の段１３）を通過する質量流はライン３に入る質量流であり、低中圧段Ｂ（第２の段１５）の質量流はライン３及び５に入る質量流の合計であり、高中圧段Ｃ（第３の段１７）の質量流はライン３、５及び７に入る質量流の合計であり、高圧段Ｄ（第４の段１９）の質量流はライン３、５、７及び９に入る質量流の合計である。
【０００６】
固定された駆動速度で単一多段圧縮機１１を使用する場合には、冷却システムのフローキャパシティは、圧縮機のインペラを設計するのに用いられる空気力学的な形状係数及び流量係数における制約によって制限される。減速装置又はより低速の駆動装置により、これらの制限を取り除くことができる場合がある。しかしながら、減速装置は資本コストを増大させ、機械的な電力損失を生じさせる。さらに、減速装置によって圧縮機システムの機械的な捩り拘束が複雑になり、システムの機械的な設計を損なう場合がある。このようなシステムにおけるより低速の圧縮機段は、より大きなケーシングサイズと、より大きなインペラを必要とし、資本コストと設置コストの両方を著しく増大させる。したがって、単一多段圧縮機１１の最大サイズは、これら設計要素のいずれによっても制限されるであろう。
【０００７】
マルチレベル冷却システムにおいて大量の冷媒流を圧縮するための幾つかの代替法が当技術分野で提案されている。１つの解決策は、共通の入口吸込圧力源、共通の中間吸込圧力源、及び共通の出口吐出圧力を有する２つの同一でハーフサイズの並列圧縮機を使用することである。２つの並列圧縮機の周りの配管システムは、両方の機械が圧縮機のすべての段を通して同一の流量で動作するよう慎重に設計及びバランスされなければならない。２つの圧縮機間で流量が釣り合っていないと、ユニットの一方が早まって急激に変化（逆流）してしまう。２つの機械間、例えば、ケーシングとインペラにおける製作公差のわずかな相違も流量が釣り合わない原因となる。
【０００８】
マルチレベル冷却システムにおける大量の冷媒流を圧縮するための別の代替法は、国際公開第０１／４４７３４号パンフレットに開示されており、それが図２に示される。この代替法においては、ライン３の最も低い圧力の気化冷媒は、第１圧縮機２５の低圧段Ａとして示される第１の段２３の入口に導入される。ライン７の高中圧の冷媒流は、第１圧縮機２５の高中圧段Ｃとして示される第２の段２７に導入される。ライン５の低中圧の冷媒流は、第２圧縮機３１の低中圧段Ｂとしても示される第１の段２９に導入される。ライン９の高圧の冷媒流は、圧縮機１１の高圧段Ｄとして示される第２の段３３に導入される。圧縮機２５と３１の各段は、１つ又は複数のインペラを備え、ガスの増大する質量流を圧縮する。ライン３５及び３７中の最終の圧縮冷媒ガス流は一緒にされ、ライン３９を介して冷却システム１に戻される。
【０００９】
低圧段Ａ（第１の段２３）を通過する質量流はライン３に入る質量流であり、高中圧段Ｃ（第２の段２７）の質量流はライン３及び７に入る質量流の合計であり、低中圧段Ｂ（第１の段２９）の質量流はライン５に入る質量流であり、高圧段Ｄ（第３の段３３）の質量流はライン５及び９に入る質量流の合計である。この分割された圧縮機配置は、上記２つの同一でハーフサイズの圧縮機に関するバランスの問題を生じさせることなく、単一の大型圧縮機１１（図１）のサイズ及び流入速度の問題を解消する方法を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ガス液化プラント及び他のガス処理プラントが、より大型のプラントに関連する有利な経済的利益を実現するために、さらに高い生産速度を得るよう設計されているので、単一の大型圧縮機のサイズ及び流入速度の問題を解消する代替法が必要とされている。以下に説明され、特許請求の範囲によって規定される本発明の実施態様は、大型のガス液化及び処理プラント用の冷媒圧縮機を設計するための代替法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施態様は、（ａ）第１の段と第２の段を有する第１圧縮機であって、該第１圧縮機の第１の段が第１のガスを圧縮するよう適合され、該第１圧縮機の第２の段が第４のガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第１圧縮機；及び（ｂ）第１の段と第２の段を有する第２圧縮機であって、該第２圧縮機の第１の段が第２のガスを圧縮するよう適合され、該第２圧縮機の第２の段が第３のガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第２圧縮機を備える圧縮機システムを含む。第１のガスは第１の圧力にあり、第２のガスは第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、第３のガスは第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、第４のガスは第３の圧力よりも高い第４の圧力にある。
【００１２】
本明細書で用いられる「段」という用語は、１つ又は複数のインペラを有する圧縮機又は圧縮機部分を意味し、この段で圧縮される流体の質量流は段を通して一定である。
【００１３】
システムは、第１圧縮機の第２の段からの排出物と第２圧縮機の第２の段からの排出物を組み合わせて複合圧縮ガスを提供するための配管手段をさらに含むことができる。
【００１４】
本発明の別の実施態様は、（ａ）第１圧縮機の第１の段において第１のガスを圧縮し、該第１圧縮機の第２の段において、第４のガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮し、該第１圧縮機の第２の段から第１の圧縮ガス流を回収する工程；（ｂ）第２圧縮機の第１の段において第２のガスを圧縮し、該第２圧縮機の第２の段において、第３のガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮し、該第２圧縮機の第２の段から第２の圧縮ガス流を回収する工程；及び（ｃ）該第１の圧縮ガス流と該第２の圧縮ガス流を組み合わせて最終の圧縮ガス流を提供する工程を含む、ガスを圧縮するための方法に関する。第１のガスは第１の圧力にあり、第２のガスは第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、第３のガスは第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、第４のガスは第３の圧力よりも高い第４の圧力にあり、最終の圧縮ガス流は第４の圧力よりも高い最終圧力にある。
【００１５】
第１、第２、第３及び第４のガスのいずれも、冷却システムから提供される冷媒ガスであることができ、最終の圧縮ガス流は、冷却システムに提供される圧縮冷媒ガスであることができる。
【００１６】
本発明の別の実施態様は、
（ａ）圧縮冷媒ガスを提供するための圧縮機システムであって、
（１）第１の段と第２の段を有する第１圧縮機であって、該第１圧縮機の第１の段が第１の冷媒ガスを圧縮するよう適合され、該第１圧縮機の第２の段が第４の冷媒ガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第１圧縮機； 
（２）第１の段と第２の段を有する第２圧縮機であって、該第２圧縮機の第１の段が第２の冷媒ガスを圧縮するよう適合され、該第２圧縮機の第２の段が第３の冷媒ガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第２圧縮機；及び
（３）該第１圧縮機の第２の段からの排出物と該第２圧縮機の第２の段からの排出物を組み合わせて圧縮冷媒ガスを提供するための配管手段を含み；
該第１の冷媒ガスが第１の圧力にあり、該第２の冷媒ガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３の冷媒ガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４の冷媒ガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にある、圧縮機システムと；
（ｂ）該圧縮冷媒ガスを冷却して凝縮させ、それによって凝縮された冷媒流を提供するための圧縮機最終冷却器と；
（ｃ）４つの温度範囲の冷却を提供するよう適合された冷却装置であって、
（１）該凝縮された冷媒流の圧力を第４の圧力に低下させ、それによって第４の圧力にある減圧された冷媒液を提供するための第１の減圧手段；
（２）該第４の圧力にある減圧された冷媒液を、第４の圧力にある第１の冷媒部分と第２の冷媒部分に分割するための配管手段；
（３）第４の圧力にある（２）の第１の冷媒部分を気化し、それによって第１の温度範囲の冷却を提供し、そして第４の冷媒ガスを提供するための熱交換手段；
（４）（２）の第２の冷媒部分の圧力を第４の圧力から第３の圧力に低下させ、それによって第３の圧力にある減圧された冷媒を提供するための第２の減圧手段；
（５）該第３の圧力にある減圧された冷媒液を、第３の圧力にある第１の冷媒部分と第２の冷媒部分に分割するための配管手段；
（６）第３の圧力にある（５）の第１の冷媒部分を気化し、それによって第２の温度範囲の冷却を提供し、そして第３の冷媒ガスを提供するための熱交換手段；
（７）（５）の第２の冷媒部分の圧力を第３の圧力から第２の圧力に低下させ、それによって第２の圧力にある減圧された冷媒を提供するための第３の減圧手段；
（８）該第２の圧力にある減圧された冷媒液を、第２の圧力にある第１の冷媒部分と第２の冷媒部分に分割するための配管手段；
（９）第２の圧力にある（８）の第１の冷媒部分を気化し、それによって第３の温度範囲の冷却を提供し、そして第２の冷媒ガスを提供するための熱交換手段；
（１０）（８）の第２の冷媒部分の圧力を第２の圧力から第１の圧力に低下させ、それによって第１の圧力にある減圧された冷媒を提供するための第４の減圧手段；及び
（１１）該第１の圧力にある減圧された冷媒を気化し、それによって第４の温度範囲の冷却を提供し、そして第１の冷媒ガスを提供するための熱交換手段を備える、冷却装置と；
を含む、複数の温度レベルでの冷却を提供するための冷却システムを含む。
【００１７】
冷却装置は、別の圧縮冷媒ガスを冷却するよう適合させることもできる。冷媒装置は、液化の前に天然ガスを予冷するよう適合させることもできる。
【００１８】
本発明の別の実施態様は、
（ａ）圧縮機システムを提供する工程であって、
（１）第１の段と第２の段を有する第１圧縮機であって、該第１圧縮機の第１の段が第１の冷媒ガスを圧縮するよう適合され、該第１圧縮機の第２の段が第４の冷媒ガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第１圧縮機； 
（２）第１の段と第２の段を有する第２圧縮機であって、該第２圧縮機の第１の段が第２の冷媒ガスを圧縮するよう適合され、該第２圧縮機の第２の段が第３の冷媒ガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第２圧縮機；及び
（３）該第１圧縮機の第２の段からの排出物と該第２圧縮機の第２の段からの排出物を組み合わせて圧縮冷媒ガスを提供するための配管手段を含み；
該第１の冷媒ガスが第１の圧力にあり、該第２の冷媒ガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３の冷媒ガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４の冷媒ガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にある、圧縮機システムを提供する工程と；
（ｂ）（ａ）の圧縮機システムにおいて冷媒ガスを圧縮し、圧縮冷媒ガスを提供する工程と；
（ｃ）該圧縮冷媒ガスを冷却して凝縮させ、それによって凝縮された冷媒流を提供する工程と；
（ｄ）４つの温度範囲の冷却を提供する工程であって、
（１）該凝縮された冷媒流の圧力を第４の圧力に低下させ、それによって第４の圧力にある減圧された冷媒液を提供すること；
（２）該第４の圧力にある減圧された冷媒液を、第４の圧力にある第１の冷媒部分と第２の冷媒部分に分割すること；
（３）第４の圧力にある（２）の第１の冷媒部分を気化し、それによって第１の温度範囲の冷却を提供し、そして第４の冷媒ガスを提供すること；
（４）（２）の第２の冷媒部分の圧力を第４の圧力から第３の圧力に低下させ、それによって第３の圧力にある減圧された冷媒を提供すること；
（５）該第３の圧力にある減圧された冷媒液を、第３の圧力にある第１の冷媒部分と第２の冷媒部分に分割すること；
（６）第３の圧力にある（５）の第１の冷媒部分を気化し、それによって第２の温度範囲の冷却を提供し、そして第３の冷媒ガスを提供すること；
（７）（５）の第２の冷媒部分の圧力を第３の圧力から第２の圧力に低下させ、それによって第２の圧力にある減圧された冷媒を提供すること；
（８）該第２の圧力にある減圧された冷媒液を、第２の圧力にある第１の冷媒部分と第２の冷媒部分に分割すること；
（９）第２の圧力にある（８）の第１の冷媒部分を気化し、それによって第３の温度範囲の冷却を提供し、そして第２の冷媒ガスを提供すること；
（１０）（８）の第２の冷媒部分の圧力を第２の圧力から第１の圧力に低下させ、それによって第１の圧力にある減圧された冷媒を提供すること；及び
（１１）該第１の圧力にある減圧された冷媒を気化し、それによって第４の温度範囲の冷却を提供し、そして第１の冷媒ガスを提供することにより、４つの温度範囲の冷却を提供する工程と；
を含む、冷却方法を含む。
【００１９】
本方法は、第１、第２、第３及び第４の温度範囲のうち少なくとも１つにおいて提供される冷却によって追加の圧縮冷媒ガスを冷却する工程をさらに含むことができる。追加の圧縮冷媒ガスは、窒素及び１〜５個の炭素原子を有する炭化水素から選択される２つ以上の成分を含有する混合冷媒ガスであることができる。
【００２０】
本方法は、第１、第２、第３及び第４の温度範囲のうち少なくとも１つにおいて提供される冷却によって液化の前に天然ガスを予冷する工程をさらに含むことができる。圧縮冷媒ガスは、２〜４個の炭素原子を有する炭化水素から選択される単一成分であることができる。あるいはまた、圧縮冷媒ガスは、窒素及び１〜５個の炭素原子を有する炭化水素から選択される２つ以上の成分を含むことができる。
【００２１】
以下、本発明の現時点での好ましい実施態様を、単なる例示として添付図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図３を参照すると、ライン３の最も低い圧力の気化冷媒は、第１圧縮機４３の低圧段Ａとして示される第１の段４１の入口に導入される。ライン９の高圧冷媒流は、第１圧縮機４３の高圧段Ｄとして示される第２の段４５に導入される。ライン５の低中圧の冷媒流は、第２圧縮機４９の低中圧段Ｂとして示される第１の段４７の中に導入される。ライン７の高中圧の冷媒流は、第２圧縮機４９の高中圧段Ｃとして示される第２の段５１に導入される。圧縮機４３及び４９の各段は、１つ又は複数のインペラを備え、ガスの増大する質量流を圧縮する。ライン５３及び５５中の最終の圧縮冷媒ガス流は一緒にされ、ライン５７を介して冷却システム１に戻される。
【００２３】
低圧段Ａ（第１の段４１）を通過する質量流はライン３に入る質量流であり、高圧段Ｄ（第２の段４５）の質量流はライン３及び９に入る質量流の合計であり、低中圧段Ｂ（第１の段４７）の質量流はライン５に入る質量流であり、高中圧段Ｃ（第３の段５１）の質量流はライン５及び７に入る質量流の合計である。この分割された圧縮機配置は、上述された２つの同一でハーフサイズの圧縮機に関するバランスの問題を生じさせることなく、単一の大型圧縮機１１（図１）のサイズ及び流入速度の問題を解消する代替法を提供する。
【００２４】
上記の本発明の実施態様は、下表１において図１及び２の従来技術の方法と比較される。表１は、ライン３、５、７及び９における冷媒の代表的な質量流量、それぞれＦ3、Ｆ5、Ｆ7及びＦ9に関して、各圧縮機段を通過する質量流量を示している。
【００２５】
【表１】
2007514098.tif 000003
【００２６】
圧縮機のターンダウンレンジ、効率及びフローキャパシティは、主としてそれぞれ個々のインペラの入口流量係数及び相対入口マッハ数によって決定される。相対入口マッハ数は、圧縮されるガスの分子量とインペラの入口における幾何学的形状の一次関数である。
【００２７】
インペラ先端速度マッハ数又はそれと同等の先端速度もまた、インペラのターンダウンレンジ及びフローキャパシティの重要な尺度であり、入口の幾何学的形状が未知の場合に圧縮機の初期サイジングにおいて使用される。この先端速度マッハ数は、インペラの先端直径において計算される。入口流量係数及びインペラ先端速度は、入口体積流量、インペラの回転速度、及びインペラ直径の関数である。先端速度が高いと、インペラのターンダウンレンジが減少する。流量係数及び先端速度が高い場合も、インペラのフローキャパシティが制限される。このことは、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２７ｔｈ Ｔｕｒｂｏｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｔｅｘａｓ，１９９８で発表されたＪ．Ｆ．Ｂｌａｈｏｖｅｃらによる論文において記載されている。
【００２８】
上記圧縮システムの適用例が、プロセス流を冷却するためのプロパン冷媒の使用に関して図４に与えられる。この適用では、ライン５７の１５０〜２５０ｐｓｉａ（１，０２５〜１，７２５ｋＰａ）の圧縮冷媒ガスが熱交換器５９において冷却及び凝縮され、ライン６１の５０〜１２０°Ｆ（１０〜５０℃）の凝縮冷媒流が提供される。この凝縮冷媒の一部が絞り弁６３を横切って７５〜１２５ｐｓｉａ（５２０〜８６０ｋＰａ）の第４の圧力に圧力低下されて熱交換器６５に導入され、冷媒が気化され、そして冷却を提供してプロセス流６７が冷却される。気化された冷媒はライン９を介して戻され、第４の冷媒ガスがライン９を介して圧縮機４３の低中圧の圧縮機段４５に提供される。
【００２９】
熱交換器６５からの気化していない液体冷媒は、ライン６９を介して回収され、絞り弁７１を横切って４０〜７０ｐｓｉａ（２７５〜４８０ｋＰａ）の第３の圧力に圧力低下されて熱交換器７３に導入され、冷媒が気化され、そして冷却を提供して熱交換器６５からのプロセス流７５が冷却される。気化された冷媒は熱交換器から回収され、第３の冷媒ガスがライン７を介して圧縮機４９の高圧の圧縮機段５１に戻される。
【００３０】
気化していない液体冷媒は、ライン７７を介して回収され、絞り弁７９を横切って２０〜３０ｐｓｉａ（１４０〜２０５ｋＰａ）の第２の圧力に圧力低下されて熱交換器８１に導入され、冷媒が気化され、そして冷却を提供して熱交換器７３からのプロセス流８３が冷却される。気化された冷媒は熱交換器から回収され、第２の冷媒ガスがライン５を介して圧縮機４９の高中圧の圧縮機段４７に戻される。
【００３１】
気化していない液体冷媒は、ライン８５を介して回収され、絞り弁８７を横切って１４〜２１ｐｓｉａ（９５〜１４５ｋＰａ）の第１の圧力に圧力低下されて熱交換器８９に導入され、冷媒が気化され、そして冷却を提供して熱交換器８１からのプロセス流９１が冷却される。気化された冷媒は、ライン３を介して圧縮機４３の低圧の圧縮機段４１に戻され、第１の冷媒ガスが提供される。最終の冷却されたプロセス流がライン９３を介して回収される。
【００３２】
ライン３、５、７及び９の第１、第２、第３及び第４の冷媒ガス流は、それぞれ圧縮機段４１、４７、５１及び４５において圧縮され、ライン５３、５５及び５７の圧縮冷媒ガスが提供される。
【００３３】
プロセス流６７は、例えば、混合液体冷媒を利用する冷却システムにより、又は中間温度の混合液体冷媒を利用する冷却システムと、最低で液化温度のより低い温度のガスエキスパンダ冷却システムとを含むハイブリッド冷却システムにより、更なる冷却及び液化の前に予冷される天然ガス流であることができる。
【００３４】
任意選択で追加の冷却を提供して別のプロセス流９５を冷却することができ、この場合には、ライン６１の凝縮冷媒の第２の部分が、絞り弁９７を横切って７５〜１２５ｐｓｉａ（５２０〜８６０ｋＰａ）の第４の圧力に圧力低下されて熱交換器９９に導入され、冷媒が気化され、そして冷却を提供してプロセス流９５が冷却される。気化された冷媒はライン１０１及び９を介して低中圧の圧縮機段４５に戻される。
【００３５】
熱交換器９９からの気化していない液体冷媒は、ライン１０３を介して回収され、絞り弁１０５を横切って４０〜７０ｐｓｉａ（２７５〜４８０ｋＰａ）の第３の圧力に圧力低下されて熱交換器１０７に導入され、冷媒が気化され、そして冷却を提供して熱交換器９９からのプロセス流１０９が冷却される。気化された冷媒は熱交換器から回収され、ライン１１１及び７を介して高圧の圧縮機段５１に戻される。
【００３６】
気化していない液体冷媒は、熱交換器１０７からライン１１３を介して回収され、絞り弁１１５を横切って２０〜３０ｐｓｉａ（１２５〜２０５ｋＰａ）の第２の圧力に圧力低下されて熱交換器１１７に導入され、冷媒が気化され、そして冷却を提供して熱交換器１０７からのプロセス流１１９が冷却される。気化された冷媒は熱交換器から回収され、第２の冷媒ガスがライン１２１及び５を介して高中圧の圧縮機段４７に戻される。
【００３７】
気化していない液体冷媒は、ライン１２３を介して回収され、絞り弁１２５を横切って１４〜２１ｐｓｉａ（９５〜１４５ｋＰａ）の第１の圧力に圧力低下されて熱交換器１２７に導入され、冷媒が気化され、そして冷却を提供して熱交換器１１７からのプロセス流１２９が冷却される。気化された冷媒は、ライン１３１及び３を介して低圧の圧縮機段４１に戻される。最終の冷却されたプロセス流がライン１３３を介して回収される。
【００３８】
プロセス流９５は、例えば、ライン９３を介して提供される予冷された天然ガス流をさらに冷却及び液化するのに用いられる冷却システム（図示せず）における圧縮混合冷媒流であることができる。あるいはまた、プロセス流９５は、中間温度の混合液体冷媒を利用する冷却システムと、最低で液化温度のより低い温度のガスエキスパンダ冷却システムとを含むハイブリッド冷却システム（図示せず）における圧縮混合冷媒流であることができる。
【００３９】
本発明の実施態様は、冷却システムから異なる圧力で提供される４つの冷媒ガス流の圧縮に関して上で説明されているが、上記の圧縮システムは、任意の目的で用いられる任意のタイプのガスを含有する４つのガス流を圧縮するのに使用することができる。例えば、この圧縮システムは、凝縮された混合冷媒が４つの異なる圧力で気化される蒸気再圧縮タイプの冷却システムにおいて用いられる混合冷媒を圧縮するのに使用することができる。
【００４０】
以下の例は、本発明の実施態様を例示するが、本明細書で説明される特定の詳細のいずれにも本発明を限定するものではない。
【実施例】
【００４１】
［例１］
天然ガスが、プロパン予冷混合冷媒液化プロセスにより、液化石油ガス（ＬＰＧ）の百万トン／年（９００ｋｇ／年）の同時生産を伴って、４百万トン／年（３６００ｋｇ／年）の生産速度で液化される。図４のプロパン冷却システムは、最終的な冷却及び液化の前にフィードガスを予冷し、圧縮された混合冷媒を冷却し、さらには液化プラントに対して補助的な冷却を提供するために使用される。気化されるプロパン冷媒の流量及び条件は以下のとおりである。低圧段４１の入口において−３６°Ｆ（−３８℃）及び１６ｐｓｉａ（１１０ｋＰａ）で１６，９０９ｌｂｍｏｌ（７，６７０ｋｇｍｏｌ）／時；低中圧段４５の入口において−１３°Ｆ（−２５℃）及び２８ｐｓｉａ（１９５ｋＰａ）で３２，０４２ｌｂｍｏｌ（１４，５３４ｋｇｍｏｌ）／時；高中圧段５１の入口において＋２０°Ｆ（−７℃）及び５４ｐｓｉａ（３７０）で３３，４８０ｌｂｍｏｌ（１５，１８６ｋｇｍｏｌ）／時；並びに高圧段４５の入口において＋６０°Ｆ（１６℃）及び１０６ｐｓｉａ（７３０ｋＰａ）で３２，７７２ｌｂｍｏｌ（１４，８６５ｋｇｍｏｌ）／時である。最終冷却器５９での冷却後にライン６１を介して冷却回路に供給される結果として得られた圧縮プロパン冷媒流の合計は、＋１１２°Ｆ（４４℃）及び２０８ｐｓｉａ（１，４３５ｋＰａ）において１１５，２０３ｌｂｍｏｌ（５２，２５５ｋｇｍｏｌ）である。
【００４２】
この例では、圧縮機段４１は３つのインペラを有し、圧縮機段４７は１つのインペラを有し、圧縮機段５１は２つのインペラを有し、圧縮機段４５は２つのインペラを有する。プロセスパラメータ及び計算した所要電力を表２にまとめる。所要電力は、圧縮機の製造業者から現在入手できる大型圧縮機に関する平均的な個々のインペラ効率に基づいている。
【００４３】
【表２】
2007514098.tif 000004
【００４４】
入口流量係数ψは、
ψ＝７００Ｑ／Ｎｄ3（＝４０５，０００Ｑ’／Ｎｄ’3）
と規定され、式中、Ｑは実際のインペラ入口体積流量（立方フィート／分）（Ｑ’はｍ3／分）、Ｎは回転速度（ｒｐｍ）、ｄはインペラ直径（インチ）（ｄ’はｃｍ）である。
【００４５】
［例２］
図２の従来技術の圧縮機配置を用いて例１を繰り返した。その結果を表３に与える。
【００４６】
【表３】
2007514098.tif 000005
【００４７】
本発明の分割された圧縮機配置は、図２の従来技術のシステムと比較して、より大きなターンダウンレンジ及びより大きなフローキャパシティを圧縮機の幾つかの段において提供する。分割された圧縮機配置の低圧段（即ち、図２の段２３並びに図３及び４の段４１）の個々の複数のインペラを横切る水頭又は圧力上昇は、すべてのインペラに関して本質的に同じ先端速度を達成するよう調整することができる。高中圧段（図３及び４の段５１）では、流量係数及び先端速度は、図２（段２７）の従来技術のシステムとほぼ同じであり、両方とも本質的に同じターンダウンレンジ及びフローキャパシティを提供するであろう。
【００４８】
本発明の分割された圧縮機配置は、低中圧段（図３及び４の段４７）において、従来技術のシステム（図２の段２８）よりもわずかに高いターンダウンレンジ及びフローキャパシティを提供し、インペラのより低い先端速度のために、高圧段（図３及び４の段４５）において、従来技術のシステム（図２の段３３）よりも著しく高いターンダウンレンジ及びフローキャパシティを提供する。インペラの先端速度を下げるために、第２のインペラを従来技術の配置の段３３に追加できるが、それによって第１のインペラの流量係数が許容できる最大値付近まで増大し、その段のフローキャパシティが大幅に制限されるであろう。
【００４９】
例１の本発明に関する液化天然ガス（ＬＮＧ）の生産のための分割された圧縮機システムは、例２の従来技術のシステムよりも大きなターンダウン能力を有するので、例１のシステムでは、より低いＬＮＧ生産速度がプラントオペレータによって要求される場合には、ＬＮＧ製品１トン（９０７ｋｇ）当たりの比出力が例２のシステムよりも典型的に低くなる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来技術によるマルチレベル冷媒圧縮機システムの概略的なフローダイアグラムである。
【図２】従来技術による別のマルチレベル冷媒圧縮機システムの概略的なフローダイアグラムである。
【図３】本発明の実施態様によるマルチレベル冷媒圧縮機システムの概略的なフローダイアグラムである。
【図４】２つのプロセス流を冷却するための冷却システムにおける図３の圧縮機システムの例示的な適用例である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年8月30日(2005.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の段と第２の段を有する第１圧縮機であって、該第１圧縮機の第１の段が第１のガスを圧縮するよう適合され、該第１圧縮機の第２の段が第４のガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第１圧縮機；
（ｂ）第１の段と第２の段を有する第２圧縮機であって、該第２圧縮機の第１の段が第２のガスを圧縮するよう適合され、該第２圧縮機の第２の段が第３のガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第２圧縮機；及び
（ｃ）該第１圧縮機の第２の段からの排出物と該第２圧縮機の第２の段からの排出物を組み合わせて複合圧縮ガスを提供するための配管手段を備え；
該第１のガスが第１の圧力にあり、該第２のガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３のガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４のガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にある、圧縮機システム。
【請求項２】
（ａ）第１圧縮機の第１の段において第１のガスを圧縮し、該第１圧縮機の第２の段において、第４のガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮し、該第１圧縮機の第２の段から第１の圧縮ガス流を回収する工程；
（ｂ）第２圧縮機の第１の段において第２のガスを圧縮し、該第２圧縮機の第２の段において、第３のガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮ガスとの組み合わせを圧縮し、該第２圧縮機の第２の段から第２の圧縮ガス流を回収する工程；及び
（ｃ）該第１の圧縮ガス流と該第２の圧縮ガス流を組み合わせて最終の圧縮ガス流を提供する工程を含み；
該第１のガスが第１の圧力にあり、該第２のガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３のガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４のガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にあり、該最終の圧縮ガス流が該第４の圧力よりも高い最終圧力にある、ガスを圧縮するための方法。
【請求項３】
前記第１、第２、第３及び第４のガスのいずれも、冷却システムから提供される冷媒ガスであり、前記最終の圧縮ガス流が、該冷却システムに提供される圧縮冷媒ガスである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
（ａ）圧縮冷媒ガスを提供するための圧縮機システムであって、
（１）第１の段と第２の段を有する第１圧縮機であって、該第１圧縮機の第１の段が第１の冷媒ガスを圧縮するよう適合され、該第１圧縮機の第２の段が第４の冷媒ガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第１圧縮機；
（２）第１の段と第２の段を有する第２圧縮機であって、該第２圧縮機の第１の段が第２の冷媒ガスを圧縮するよう適合され、該第２圧縮機の第２の段が第３の冷媒ガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮するよう適合された第２圧縮機；及び
（３）該第１圧縮機の第２の段からの排出物と該第２圧縮機の第２の段からの排出物を組み合わせて圧縮冷媒ガスを提供するための配管手段を含み；
該第１の冷媒ガスが第１の圧力にあり、該第２の冷媒ガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３の冷媒ガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４の冷媒ガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にある、圧縮機システムと；
（ｂ）該圧縮冷媒ガスを冷却して凝縮させ、それによって凝縮された冷媒流を提供するための圧縮機最終冷却器と；
（ｃ）４つの温度範囲の冷却を提供するよう適合された冷却装置であって、
（ｉ）該凝縮された冷媒流の圧力を第４の圧力に低下させ、それによって第１の減圧された冷媒液を提供するための第１の減圧手段；
（ｉｉ）該第４の圧力にある第１の減圧された冷媒液の第１の冷媒部分を気化し、それによって第１の温度範囲の冷却を提供し、そして第４の冷媒ガスを提供するための熱交換手段；
（ｉｉｉ）該第１の減圧された冷媒液の液体の第２の冷媒部分の圧力を第４の圧力から第３の圧力に低下させ、それによって第２の減圧された冷媒を提供するための第２の減圧手段；
（ｉｖ）該第３の圧力にある第２の減圧された冷媒の第１の冷媒部分を気化し、それによって第２の温度範囲の冷却を提供し、そして第３の冷媒ガスを提供するための熱交換手段；
（ｖ）該第２の減圧された冷媒の液体の第２の冷媒部分の圧力を第３の圧力から第２の圧力に低下させ、それによって第３の減圧された冷媒を提供するための第３の減圧手段；
（ｖｉ）該第２の圧力にある第３の減圧された冷媒の第１の冷媒部分を気化し、それによって第３の温度範囲の冷却を提供し、そして第２の冷媒ガスを提供するための熱交換手段；
（ｖｉｉ）該第３の減圧された冷媒の液体の第２の冷媒部分の圧力を第２の圧力から第１の圧力に低下させ、それによって第１の圧力にある第４の減圧された冷媒を提供するための第４の減圧手段；及び
（ｖｉｉｉ）該第１の圧力にある減圧された冷媒を気化し、それによって第４の温度範囲の冷却を提供し、そして第１の冷媒ガスを提供するための熱交換手段を備える、冷却装置と；
を含む、複数の温度レベルでの冷却を提供するための冷却システム。
【請求項５】
前記冷却装置が、別の圧縮冷媒ガスを冷却するよう適合された、請求項４に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記冷媒装置が、液化の前に天然ガスを予冷するよう適合された、請求項４に記載の冷却システム。
【請求項７】
（ａ）
（１）第１圧縮機の第１の段において第１の冷媒ガスを圧縮し、該第１圧縮機の第２の段において第４の冷媒ガスと該第１圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮し；
（２）第２圧縮機の第１の段において第２の冷媒ガスを圧縮し、該第２圧縮機の第２の段において第３の冷媒ガスと該第２圧縮機の第１の段からの中間圧縮冷媒ガスとの組み合わせを圧縮し；そして
（３）該第１圧縮機の第２の段からの排出物と該第２圧縮機の第２の段からの排出物を組み合わせて圧縮冷媒ガスを提供し；
該第１の冷媒ガスが第１の圧力にあり、該第２の冷媒ガスが該第１の圧力よりも高い第２の圧力にあり、該第３の冷媒ガスが該第２の圧力よりも高い第３の圧力にあり、該第４の冷媒ガスが該第３の圧力よりも高い第４の圧力にある工程と；
（ｂ）該圧縮冷媒ガスを冷却して凝縮させ、それによって凝縮された冷媒流を提供する工程と；
（ｃ）４つの温度範囲の冷却を提供する工程であって、
（ｉ）該凝縮された冷媒流の圧力を第４の圧力に低下させ、それによって第１の減圧された冷媒液を提供すること；
（ｉｉ）該第４の圧力にある第１の減圧された冷媒液の第１の冷媒部分を気化し、それによって第１の温度範囲の冷却を提供し、そして第４の冷媒ガスを提供すること；
（ｉｉｉ）該第１の減圧された冷媒液の液体の第２の冷媒部分の圧力を第４の圧力から第３の圧力に低下させ、それによって第２の減圧された冷媒を提供すること；
（ｉｖ）該第３の圧力にある第２の減圧された冷媒液の第１の冷媒部分を気化し、それによって第２の温度範囲の冷却を提供し、そして第３の冷媒ガスを提供すること；
（ｖ）該第２の減圧された冷媒液の液体の第２の冷媒部分の圧力を第３の圧力から第２の圧力に低下させ、それによって第３の減圧された冷媒を提供すること；
（ｖｉ）該第２の圧力にある第３の減圧された冷媒液の第１の冷媒部分を気化し、それによって第３の温度範囲の冷却を提供し、そして第２の冷媒ガスを提供すること；
（ｖｉｉ）該第３の減圧された冷媒液の液体の第２の冷媒部分の圧力を第２の圧力から第１の圧力に低下させ、それによって第４の減圧された冷媒を提供すること；及び
（ｖｉｉｉ）該第１の圧力にある第４の減圧された冷媒を気化し、それによって第４の温度範囲の冷却を提供し、そして第１の冷媒ガスを提供することにより、４つの温度範囲の冷却を提供する工程と；
を含む、冷却方法。
【請求項８】
第１、第２、第３及び第４の温度範囲のうち少なくとも１つにおいて提供される冷却によって追加の圧縮冷媒ガスを冷却する工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記追加の圧縮冷媒ガスが、窒素及び１〜５個の炭素原子を有する炭化水素から選択される２つ以上の成分を含有する混合冷媒ガスである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第１、第２、第３及び第４の温度範囲のうち少なくとも１つにおいて提供される冷却によって液化の前に天然ガスを予冷する工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧縮冷媒ガスが、２〜４個の炭素原子を有する炭化水素から選択される単一成分である、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記圧縮冷媒ガスが、窒素及び１〜５個の炭素原子を有する炭化水素から選択される２つ以上の成分を含む、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2007514098.tif 000010
2007514098.tif 000011
2007514098.tif 000012