(57)【要約】【課題】内燃機関による駆動機のための新式のガス供給装置、並びに、内燃機関内で燃焼可能な、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物を製造する、新式の方法を提供すること。【解決手段】本発明は、極低温液化天然ガスの入ったガス容器（１１）内が暖まることにより該容器（１１）内で気化する天然ガスを、自然気化ガスとして駆動機（１０）の方に運ぶことができる第１のガス配管系を備えており、さらに、自然気化ガスの量が駆動機のために十分でない場合に、液体の天然ガス（１２）を、極低温液化天然ガスの入ったガス容器（１１）から送り出して気化機構（１６）に供給することができ、部分的に気化させることにより強制気化ガスとして、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物を駆動機（１０）の方に運ぶため、自然気化ガスと混合させることができる第２のガス配管系を備えているような、内燃機関による乗り物或いは定置された装置の駆動機のためのガス供給装置に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関による駆動機のためのガス供給装置であって、極低温液化天然ガスの入ったガス容器内が暖まることにより該容器内で気化する天然ガスを、自然気化ガスとして駆動機の方に運ぶ第１のガス配管系と、前記自然気化ガスの量が前記駆動機のために十分でない場合に、液体の天然ガスを、前記極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器から送り出して気化機構に供給し、部分的に気化させることにより強制気化ガスとして、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物を前記駆動機の方に運ぶため、前記自然気化ガスと混合させる第２のガス配管系と、を備えているガス供給装置において、基本的にメタンより重くメタンより沸点の高い炭化水素から成る、メタンの乏しい液体の天然ガス濃縮物（２１）を規定の温度に保つための温度調節機構（２２）を含んでなり、規定の温度を有する液体の天然ガス濃縮物（２１）と、極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）から送り出された液体の天然ガス（１２）とを、前記気化機構（１６）内で液体の天然ガスからほぼメタンだけが気化するように、前記気化機構（１６）内で直接的又は間接的に接触させ得ることを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
前記温度調節機構（２２）が、メタンの乏しい液体の天然ガス濃縮物を所定の温度に保ち、その際、前記温度が少なくともガス混合物の組成と、気化機構（１６）の所望の稼働温度時に液体の天然ガス内に含まれるメタンの気化圧力と、に依存していることを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
液体の天然ガスのうち前記気化機構（１６）内で気化しない構成要素が、前記天然ガス濃縮物に供給され得ることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記気化機構（１６）内で気化したメタンから、すなわち強制気化ガスから、メタンより重くメタンより沸点の高い炭化水素から成る液滴を取り除くため、前記気化機構（１６）が液滴分離器（４４）を内包し、該液滴分離器（４４）が前記気化機構（１６）の出口より下側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項５】
前記気化機構（１６）が、メタンの乏しい液体の天然ガス濃縮物のための蓄積部（２３）を有しており、その際、極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）から送り出された液体の天然ガスを、前記蓄積部（２３）内に集められた天然ガス濃縮物と直接的に接触させ得ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項６】
極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）から送り出された液体の天然ガスを、前記蓄積部（２３）内に集められた規定の温度を有する天然ガス濃縮物内に強い推進力で噴入するため、前記気化機構（１６）が噴射ノズル（２７ａ）を内包していることを特徴とする請求項５に記載のガス供給装置。
【請求項７】
極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）から送り出された液体の天然ガスを、噴霧ノズル（２７ｂ）を介して、前記気化機構（１６）の蓄積部（２３）内に集められた天然ガス濃縮物に、上側及び／又は下側から吹き付け得ることを特徴とする請求項５又は６に記載のガス供給装置。
【請求項８】
前記蓄積部（２３）内の天然ガス濃縮物の量をほぼ一定に保つため、前記気化機構（１６）の蓄積部（２３）に水位調節機構（２８）が組み込まれており、前記蓄積部（２３）内の天然ガス濃縮物が多すぎると、前記水位調節機構（２８）が余分な天然ガス濃縮物を、該天然ガス濃縮物の冷却後に、極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）内に戻すことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項９】
前記気化機構（１６）が、少なくとも１つの充填体（４８）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１０】
極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）から送り出された天然ガスを、噴霧ノズル（２７ｂ）を介して、１つ又は各々の充填体（４８）に吹き付けることができ、１つ又は各々の前記充填体（４８）の表面に、吹き付けられた天然ガスが液体薄膜を形成し、そこから天然ガス濃縮物と間接的に接触させ得ることを特徴とする請求項９に記載のガス供給装置。
【請求項１１】
極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）から送り出された液体の天然ガス及び天然ガス濃縮物を、異なる噴霧ノズル（２７ｂ、４９）を介して、１つ又は各々の前記充填体（４８）に吹き付け得ることを特徴とする請求項９に記載のガス供給装置。
【請求項１２】
前記気化機構（１６）内で気化したメタンから、すなわち強制気化ガスから気泡を取り除くため、前記気化機構（１６）が消泡器（４５）を内包していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１３】
特に前記駆動機（１０）に供給可能な自然気化ガスの量に応じて、極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）から送り出して前記気化機構（１６）内で部分的に気化すべき液体の天然ガスの量を調整するための調節機構を含んでなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１４】
自然気化ガス及び強制気化ガスを混合させる混合点（１７）の下流側で、混合物のメタン価を測定するメタン価センサ（４０）であって、測定された実際値を、メタンの乏しい液体の天然ガス濃縮物の温度を適合させるために前記実際値に応じて温度調節機構（２２）を調節する調節機構（４１）に伝えるメタン価センサ（４０）を含んでなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１５】
液体の天然ガスを、極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）からポンプ（２４）を介して送り出し、前記気化機構（１６）に供給することができ、さらに、前記ポンプ（２４）を介して、前記気化機構（１６）内で支配的な圧力が調整可能であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１６】
極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器（１１）と前記気化機構（１６）との間に接続された、圧力変動を均一化するための圧力均一化容器（３４）を含んでなることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１７】
自然気化ガス及び強制気化ガスを混合させる混合点（１７）の下流側に、前記駆動機（１０）に供給する混合物の温度調節をするための熱交換器（１８）が配置されており、さらに、前記熱交換器（１８）の下流側で、メタン価センサが混合物のメタン価を測定することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１８】
余分な、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物を排出するため、特に燃焼させるため、前記熱交換器（１８）と前記駆動機（１０）の間に、特に酸化器として形成された安全機構（２０）が接続されていることを特徴とする請求項１７に記載のガス供給装置。
【請求項１９】
極低温液化天然ガスの入ったガス容器内が暖まることにより該容器内で気化する天然ガスを、自然気化ガスとして駆動機の方に運び、前記自然気化ガスの量が前記駆動機のために十分でない場合に、液体の天然ガスを、極低温液化天然ガスの入った前記ガス容器から送り出して前記気化機構に供給し、部分的に気化させることにより強制気化ガスとして自然気化ガスと混合させるような、内燃機関内で燃焼可能な、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物を製造する方法において、基本的にメタンより重くメタンより沸点の高い炭化水素から成る、メタンの乏しい液体の天然ガス濃縮物を規定の温度に保つステップと、前記規定の温度を有する液体の天然ガス濃縮物と極低温液化天然ガスとの入った前記ガス容器から送り出された液体の天然ガスを、前記気化機構内で液体の天然ガスからほぼメタンだけが気化するように、前記気化機構内で直接的又は間接的に接触させるステップと、を含んでなることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の特徴を有する請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に基づく、内燃機関による駆動機のためのガス供給装置に関する。さらに本発明は、請求項１９の上位概念に基づく、内燃機関内で燃焼可能な、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料としての天然ガスを用いたガスタンカー又はその他の乗り物では、天然ガスを液化した状態で輸送し、その際、極低温の液化天然ガスの温度は約−１６２℃であり、その圧力はほぼ大気圧と等しい。輸送する極低温液化天然ガスを収容するためのガス容器は、高いコストをかけて断熱されている。それでもなお、運ばれる天然ガスがある程度暖まることは避けられない。このため極低温液化天然ガスの入ったガス容器内では、天然ガスが暖まることにより、容器内でいわゆる自然気化ガスとして気化する。不可避の気化により極低温液化天然ガスの入ったガス容器内で生じる圧力上昇に対抗するため、自然気化ガスをガス容器から取り除く。同じ原理は、極低温液化天然ガス用のガス容器を備え、ガスで稼働する定置型の駆動装置にも当てはまる。
【０００３】
特許文献１では、極低温液化天然ガスの入ったガス容器内が暖まることにより気化する天然ガス、つまり自然気化ガスをガス消費物に供給すること、特に自然気化ガスをガスタンカーの駆動に使用するためにガスタンカーの駆動機に供給することが、既に知られている。さらにこの現況技術から、自然気化ガスの量が十分でない場合、液体の天然ガスを、極低温液化天然ガスの入ったガス容器から送り出すことができ、気化機構に供給できることが既に知られている。
【０００４】
極低温液化天然ガスの入ったガス容器から送り出された天然ガスは、気化機構内で部分的に気化し、気化後にいわゆる強制気化ガスとして、自然気化ガスと混合することができる。その後、自然気化ガス及び強制気化ガスから成るこの混合物は、ガス消費物、特に内燃機関による駆動機に供給可能である。これまでに既知の装置では、天然ガスのうち気化しない、より沸点の高い構成要素は利用されずにガス容器内に戻される。
【０００５】
自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物の組成は、様々な条件に依存して変化する。しかしながら、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物は、ある程度のアンチノック性を有している場合に限り、例えばディーゼルガスエンジン又はオットーガスエンジンのような内燃機関として形成された駆動機で燃焼させることができる。この混合物のアンチノック性の尺度として、混合物のいわゆるメタン価を用いることができ、このメタン価は、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物の、他の成分に対するメタンの量のおおよその比率を示す。任意のガス混合物のメタン価は、商慣習上の様々な機器によって確定可能である。
【０００６】
内燃機関による駆動機のための、これまでに既知のガス供給装置では、アンチノック性に関して最適な、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物を準備することはできなかった。このため、最適化されたアンチノック性を備えた混合物を準備可能な、内燃機関による駆動機のためのガス供給装置が必要である。
【特許文献１】国際公開第２００５／０５８６９２Ａ１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このため本発明は、内燃機関による駆動機のための新式のガス供給装置、並びに内燃機関内で燃焼可能な、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物を準備するための新式の方法を提供するという課題に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載のガス供給装置によって解決される。本発明によるガス供給装置は、メタンが乏しく、基本的にメタンより重くメタンより沸点の高い炭化水素から成る液体の天然ガス濃縮物を、規定の温度に保つための温度調節機構を内包し、規定の温度を有する液体の天然ガス濃縮物と極低温液化天然ガスの入ったガス容器から送り出された液体の天然ガスとを気化機構内で液体の天然ガスからほぼメタンだけが気化するように、気化機構内で直接的又は間接的に接触させることができる。
【０００９】
本発明によるガス供給装置の温度調節機構によって、メタンが乏しく、基本的にメタンより沸点の高い炭化水素（エタン、プロパン、及びブタンなど）から成る液体の天然ガス濃縮物が、規定の温度に保たれる。気化機構内で、この規定の温度を有する液体の天然ガス濃縮物は、極低温液化天然ガスの入ったガス容器から送り出された液体で極低温の天然ガスと、直接的又は間接的に接触する。その際、液体の天然ガスからほぼメタンだけが気化するので、このようにして準備された強制気化ガスは、ほぼメタンだけを含んでおり、メタンより重くメタンより沸点の高い炭化水素は含まれていないも同然な程度である。このように本発明は、基本的にメタンより重くメタンより沸点の高い炭化水素から成る天然ガス濃縮物を準備すること、並びに、極低温液化天然ガスの入ったガス容器から送り出された液体の天然ガスを狙い通りに部分的に気化させるために使用することを念頭におく。その際、液体の天然ガスに含まれるメタンの気化は、気泡も液滴もほとんどなしで行われる。このようにして準備された強制気化ガスを自然気化ガスと混合することにより、アンチノック性に関して最適化された、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物ができる。
【００１０】
内燃機関による駆動機内で燃焼可能な、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物を準備するための本発明による方法は、請求項１９に定義されている。
【００１１】
本発明の好ましい更なる形態は、従属請求項及び以下の説明から明確になるだろう。本発明の実施例について、図面に基づき詳細に説明するが、特にそれに限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、内燃機関として形成された駆動機のためのガス供給装置に関し、その際、燃料としての極低温液化天然ガスが容器内に収容されている。
【００１３】
以下に、本発明によるガス供給装置を図１〜図７を参照しつつ詳細に説明するが、ここで、図１〜図７はそれぞれ本発明によるガス供給装置の異なる実施例を示している。
【００１４】
図１は、内燃機関の駆動機の本発明によるガス供給装置の第１の実施例を示しており、ここで、図１に示された駆動機は、２つのエンジン１０によって準備されている。ガス供給装置１は２つのガス配管系を備えている。
【００１５】
第１のガス配管系を介して、いわゆる自然気化ガスをエンジン１０の方に運ぶことができる。極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１内に収容された液体で極低温の天然ガス１２は、液体の天然ガス１２が暖まって気化することにより、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１内で自然気化ガスを発生させ、その際、第１のガス配管系のガス配管１３を介して、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から、自然気化ガスが排出される。ガス配管１３内に接続されたコンプレッサ１４を介して、自然気化ガスを内燃機関１０に供給することができ、その際、コンプレッサ１４の下流側に配置されたチェック弁１５は、圧縮された自然気化ガスが極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１に逆流することを防止する。
【００１６】
自然気化ガスの量が、内燃機関１０によって準備された液化ガスタンカーの駆動機用として十分でない場合、第２のガス配管系により、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から液体で極低温の天然ガス１２を送り出すことができ、ガス供給装置の気化機構１６に供給することができる。気化機構１６内では、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された液体の天然ガスを部分的に気化させることができ、いわゆる強制気化ガスとして、混合点１７を介して自然気化ガスと混合させ得る。更なるチェック弁１５は、気化機構１６の方に逆流することを防止する。
【００１７】
これに基づき、混合器１７の下流側では、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物が形成され、この混合物を熱交換器１８内で、好ましくは室温に温度調節することができ、続いてガス調節区間１９又はエンジン１０に供給可能である。余分な、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物は、好ましくは酸化器として形成された安全機構２０内で燃焼される。
【００１８】
図１の実施例では、気化機構１６内にメタンの乏しい液体の天然ガス濃縮物２１が規定の量で用意されており、ここで、液体の天然ガス濃縮物２１は、天然ガスの基本的に重く沸点の高い構成要素から成り、主として炭化水素であるエタン、プロパン、及びブタンから成る。このメタンの乏しい液体の天然ガス濃縮物２１は、温度調節機構２２によって規定の温度に保たれており、その際、気化機構１６内にある規定の温度を有する液体の天然ガス濃縮物２１を、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された液体で極低温の天然ガス１２と、規則的に接触させる。その際、液体の天然ガスからほぼメタンだけが気化し、その後このメタンは、強制気化ガスとして気化機構１６から排出され、混合点１７において自然気化ガスと混合される。
【００１９】
図１の実施例では、気化機構１６が、メタンの乏しい液体の天然ガス濃縮物２１のための蓄積部２３を備えており、その際、温度調節機構２２が、蓄積部２３内に位置決めされ、気化機構１６内の天然ガス濃縮物２１を規定の温度に保っている。この天然ガス濃縮物２１と接触させる液体の天然ガス１２は、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１からポンプ２４によって送り出され、第２のガス配管系の配管２５を介して気化機構１６に供給される。その際、チェック弁２６は、ガス容器１１から送り出された液体の天然ガス１２がガス容器１１内に逆流することを防止する。
【００２０】
温度調節機構２２は、メタンの乏しい液体の天然ガス濃縮物２１をほぼ一定の温度に保ち、その温度は、少なくとも天然ガス濃縮物の組成、及び気化機構１６内での所望の稼働温度時に液体の天然ガス１２に含まれるメタンの気化圧力に依存する。
【００２１】
図１の実施例では、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された極低温で液体の天然ガス１２が、噴射ノズル２７ａによって、気化機構１６の蓄積部２３内に用意され温度調節された天然ガス濃縮物２１と直接的に接触し、つまり強い推進力で天然ガス濃縮物２１内に導入される。その際、液体の天然ガスからほぼメタンだけが気化する。この天然ガスからのメタンの気化は、メタンより重くメタンより沸点の高い炭化水素が強制気化ガスに入らないように、気泡も液滴もなく行われるべきである。
【００２２】
液体の天然ガスのうち気化機構１６内で気化しない構成要素は、気化機構１６の蓄積容器２３に集められ、こうして気化機構１６内に収容されたメタンの乏しい天然ガス濃縮物２１の量が増える。水位調節機構２８によって、気化機構１６内に収容された天然ガス濃縮物２１の量を監視することができ、その際、気化機構１６内の天然ガス濃縮物が多すぎると、天然ガス濃縮物を、第２のガス配管系の戻り配管２９を介して気化機構１６から排出させ、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１の方に運ぶ。このようにして排出された天然ガス濃縮物を極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１内に戻す前に、天然ガス濃縮物を熱交換器３０内で冷却する。一方この熱交換器を介して、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された液体の天然ガスも、配管２５を介して導かれる。図１に基づき水位調節機構２８は、気化機構１６の蓄積部２３内の天然ガス濃縮物２１の量に応じて、戻り配管２９内の熱交換器３０の下流側に組み込まれた弁３１を開ける。
【００２３】
圧力センサ３２を介して強制気化ガスの圧力を測定することができ、その圧力に応じて配管２５内に組み込まれた弁３３を開閉することができる。圧力センサ３２での圧力が低下すると、弁３３が大きく開き、多くの液体の天然ガスが気化機構１６の方に導かれる。これに対し圧力センサ３２での圧力が上昇すると、弁３３が強く閉じる。
【００２４】
図１の実施例では、ガス配管２５の弁３３の上流側に圧力均一化容器３４が取り付けられており、その圧力変動によって補整が可能である。弁３３が液体の天然ガスを、ポンプ２４が送り出すより少ない量しか通過させない場合、液体の天然ガスは弁３５を介して圧力均一化容器３４内に送られる。圧力センサ３６を介して圧力均一化容器３４内の圧力が監視され、かつ充填レベルセンサ３７を介して圧力均一化容器３４の充填レベルが監視されており、その際、圧力均一化容器３４の圧力及び／又は充填レベルが限界値を超えると、ポンプ２４のスイッチが切られる。これに対し限界値を下回ると、スイッチが切られたポンプ２４のスイッチを入れることができる。
【００２５】
圧力均一化容器３４は、液体の天然ガス及び少量の気化された天然ガスと共に、さらに好ましくは不活性ガス、例えば窒素で満たされており、その際、圧力均一化容器３４内の不活性ガスの量は、弁３８、３９を介して調整可能である。この場合、弁３８は不活性ガスを不活性ガス系から圧力均一化容器３４内に供給する。一方、弁３９は不活性ガスを圧力均一化容器３４から排出させる。
【００２６】
熱交換器１８の下流側にメタン価センサ４０が配置されており、このメタン価センサ４０によって、自然気化ガス及び強制気化ガスから成る混合物のメタン価を測定できる。メタン価センサ４０は、当該のメタン価の実際値を調節機構４１に伝える。
【００２７】
調節機構４１は、メタン価に関する測定された実際値及び所定の規定値に応じて、温度調節機構２２に割り当てられた弁４２を、すなわち温度調節機構２２を、気化機構１６の蓄積部２３内に用意された天然ガス濃縮物２１の温度が適合されるように制御する。その際、蓄積容器２３内に用意された天然ガス濃縮物の温度を、温度センサ４３によって監視し、この温度センサ４３は、当該の実際値を調節機構４１に伝える。
【００２８】
図１によれば、気化機構１６内に液滴分離器４４が組み込まれており、この液滴分離器４４によって、気化機構１６内で気化したメタンから、すなわち強制気化ガスから、より重くより沸点の高い炭化水素から成る液滴を取り除くことができ、ここでは、図１に基づき、液滴分離器４４は気化機構１６の出口より下に配置されている。さらに図１では、気化機構１６内で気化したメタンから気泡を取り除くため、気化機構１６内に消泡器４５が組み込まれている。
【００２９】
図２〜図７は、内燃機関による駆動機のための本発明によるガス供給装置の更なる実施例を示しており、ここで、無駄な繰り返しを避けるため、同じ構成要素に対しては同じ参照符号を使用し、図２〜図７の実施例に関し、図１の実施例又は相互に異なっている細部だけを取り上げつつ以下に説明する。
【００３０】
図７の実施例は、第２のガス配管系の配管２５への圧力均一化容器３４の結合形態のみが、図１の実施例と異なっている。
【００３１】
図１の実施例では、圧力均一化容器３４は１つの弁３５だけを介してガス配管２５に連結されている。それに対し図７の実施例では、ガス配管２５と圧力均一化容器３４の間に２つの弁４６が接続されており、このため図７の実施例では、圧力均一化容器３４は、気化機構１６内で気化させる液体の天然ガス１２を恒常的に貫流させていることになる。これに基づき図７の実施例では、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された液体の天然ガス１２を、専ら圧力均一化容器３４を介して気化機構１６に供給可能である。これに対し図１の実施例では、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された天然ガス１２を、圧力均一化容器３４を通らずに気化機構１６に供給することができる。
【００３２】
図７では、液体の天然ガスが、圧力均一化容器３４から出て、気化機構１６を迂回し、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１内に戻るために、更なる弁４７を介して、圧力均一化容器３４とガス配管２９の間のバイパスを準備することができる。
【００３３】
極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された液体で極低温の天然ガス１２が、噴射ノズル２７ａを通って下から強い推進力で、気化機構１６の蓄積部２３内に集められ温度調節された、メタンの乏しい天然ガス濃縮物２１内に噴入されることは、図１及び図７の実施例で共通している。
【００３４】
これに対し図２は、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された液体で極低温の天然ガス１２を、噴霧ノズル２７ｂによって上から天然ガス濃縮物２１に吹き付けるガス供給装置の実施例を示している。他の全ての細部に関しては、図２に示される実施例は図１の実施例と一致している。
【００３５】
図３は、図２の実施例の変形形態を示しており、図３の実施例では、本発明によるガス供給装置の気化機構１６内に、少なくとも１つの充填体４８が組み込まれている。図３の実施例では、図１、図２及び図７の実施例と異なり、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された液体の天然ガス１２を、噴霧ノズル２７ｂを介して天然ガス濃縮物２１に直接的に噴霧するのではなく、まずは１つ又は各々の充填体４８に噴霧し、その際、１つ又は各々の充填体４８に噴霧した液体の天然ガスが、１つ又は各々の充填体４８の表面で液体薄膜を形成して下に滴下し、気化機構１６の蓄積部２３内に収容されて温度調節された天然ガス濃縮物２１と間接的に接触する。液体の天然ガスから成る液滴が天然ガス濃縮物の表面に触れるとメタンが気化し、この下から上昇するメタンが、１つ又は各々の充填体４８に形成された液体薄膜を通過し、この時、気体メタン流の中で一緒に運ばれた濃縮物の小滴が、液体薄膜で分離される。
【００３６】
本発明によるガス供給装置の更なる様態を図４に示しており、図４の実施例では、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された液体で極低温の天然ガス１２は噴霧ノズル２７ｂを介して、また、蓄積部２３内で温度調節されたメタンの乏しい天然ガス濃縮物２１は噴霧ノズル４９を介して、気化機構１６内に位置決めされた１つ又は各々の充填体４８に噴霧される。このように、気化機構の蓄積部２３内に収容されて温度調節された天然ガス濃縮物２１を、気化機構１６の蓄積部２３からポンプ５０によって送り出すことができ、回転運動又は循環の意味において、噴霧ノズル４９の方に運ぶことができる。図４に基づき、噴霧ノズル４９へと導く循環配管５１内には、調節機構４１によって制御される弁５２が組み込まれている。さらに循環配管５１では、温度調節された天然ガス濃縮物の温度を噴霧ノズル４９の直前で検知するために、温度センサ５３が配置されている。
【００３７】
これにより図４の実施例では、噴霧ノズルを介して、一方では部分的に気化する液体の天然ガス１２が、他方ではメタンの乏しい温度調節された天然ガス濃縮物２１が、上から１つ又は各々の充填体４８に噴霧される。その際、１つ又は各々の充填体４８の表面に形成される液体薄膜中で熱伝導が行われ、これにより気化したメタンは上に流れ、その一方で天然ガス濃縮物２１及び天然ガス１２のうち気化しない構成要素は下に滴下し、気化機構１６内の１つ又は各々の充填体４８より下の蓄積部２３内に収容される。
【００３８】
これに対する代替案として図４の実施例では、部分的に気化される液体の天然ガス及び温度調節された天然ガス濃縮物によって、１つ又は各々の充填体４８の表面の互いに分離した領域を噴霧してもよく、その際、１つ又は各々の充填体内の暖かさの異なる領域間で熱伝導が行われ、１つ又は各々の充填体４８の範囲内では極低温の液体の天然ガスが温度調節された天然ガス濃縮物と混合することはない。この場合の混合は、蓄積部２３内に用意された濃縮物の表面部分でようやく行われる。
【００３９】
本発明によるガス供給装置の更なる実施形態を図５に示しており、図５の実施例は、基本的に図４の実施例に相応している。しかし図５の実施例では、上述の実施例とは異なり温度調節機構２２が、メタンの乏しい天然ガス濃縮物を気化機構１６の蓄積部２３内で温度調節するようには形成されておらず、図５の実施例の温度調節機構２２は、反対にメタンの乏しい天然ガス濃縮物２１を蓄積容器２３の外で、すなわち気化機構１６の外で温度調節する。このため循環配管５１内に、図５では熱交換器として形成されている温度調節機構２２が組み込まれている。
【００４０】
天然ガス濃縮物２１が、暖められる際に熱交換器２２内部で気化しないように、ポンプ５０及び弁５２を介して循環配管５１内では、気化機構１６内で支配的であるより高い圧力を調整することができる。この場合、暖められ、かつ圧力をかけられた天然ガス濃縮物２１は、気化機構１６内に入る際に圧力が緩み、その際に更なるメタンが遊離する。これによりガス供給装置の効率は明らかに向上する。
【００４１】
本発明によるガス供給装置の更なる実施形態を図６に示している。図６の実施例では、図１及び図７の実施例と同じ様に、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された極低温の天然ガス１２を、噴霧ノズル２７を介して下から、気化機構１６の蓄積部２３内に収容されて温度調節されたメタンの乏しい天然ガス濃縮物２１に噴霧する。１つ又は各々の充填体４８には、温度調節されたメタンの乏しい天然ガス濃縮物２１だけが、噴霧ノズル４９を介してもたらされる。蓄積部２３内で温度調節機構２２を介して温度調節されたメタンの乏しい天然ガス濃縮物は、１つ又は各々の充填体４８にもたらす前に冷やされるため、噴霧する前に熱交換器５４を通って、１つ又は各々の充填体４８に導かれる。
【００４２】
既に何度も実施されたように、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された極低温の天然ガス１２を気化機構１６に供給し、その際、この天然ガスと温度調節された天然ガス濃縮物２１とが規則的に接触する。極低温の天然ガス１２の温度は熱交換器３０の後で約−１４４℃で、温度調節された天然ガス濃縮物２１の温度は約−８０℃である。その際、天然ガス濃縮物が適切な組成である場合、気化機構１６内の圧力が約６．５ｂａｒ（絶対値）を超えないことが保証される。ここで、気化機構１６の稼働には、温度調節機構２２の加熱手段の凍結防止は、約−８０℃までで十分である。
【００４３】
本発明によるガス供給装置の上述した実施形態の特徴を、部分的又は完全に組み合わせた実施形態も考えられる。そして図２〜図６の実施例の場合においても、図７の実施例と同じ様に、極低温液化天然ガスの入ったガス容器１１から送り出された天然ガス１２が圧力均一化容器を恒常的に貫流するように、圧力均一化容器３４をガス配管２５に結合してもよい。
【００４４】
図５及び図６を組み合わせて、外にある熱交換器だけを使用することも考えられる。循環する天然ガス濃縮物２１が、供給された液体の天然ガス１２に熱放出することによって、気化機構１６内の温度が上昇し、同時に外にある熱交換器２２での温度差が拡大する。これにより、両方ともガス供給装置の性能は向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施例に基づく、内燃機関による駆動機のためのガス供給装置を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例に基づく、内燃機関による駆動機のためのガス供給装置を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例に基づく、内燃機関による駆動機のためのガス供給装置を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施例に基づく、内燃機関による駆動機のためのガス供給装置を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施例に基づく、内燃機関による駆動機のためのガス供給装置を示す図である。
【図６】本発明の第６の実施例に基づく、内燃機関による駆動機のためのガス供給装置を示す図である。
【図７】本発明の第７の実施例に基づく、内燃機関による駆動機のためのガス供給装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０    内燃機関
１１    極低温液化天然ガスの入ったガス容器
１２    液体の天然ガス
１３    ガス配管
１４    コンプレッサ
１５    チェック弁
１６    気化機構
１７    混合点
１８    熱変換器
１９    ガス調節区間
２０    安全機構
２１    天然ガス濃縮物
２２    温度調節機構
２３    蓄積部
２４    ポンプ
２５    極低温の液体の天然ガスのための配管
２６    チェック弁
２７ａ    噴射ノズル
２７ｂ    噴霧ノズル
２８    水位調節機構
２９    戻り配管
３０    熱交換器
３１    弁
３２    圧力センサ
３３    弁
３４    圧力均一化容器
３５    弁
３６    圧力センサ
３７    充填レベルセンサ
３８    弁
３９    弁
４０    メタン価センサ
４１    調節機構
４２    弁
４３    温度センサ
４４    液滴分離器
４５    消泡器
４６    弁
４７    弁
４８    充填体
４９    噴霧ノズル
５０    ポンプ
５１    天然ガス濃縮物のための配管
５２    弁
５３    温度センサ
５４    熱交換器
【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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【図６】
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【図７】
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