(57)【要約】  システムは昇圧コンプレッサーと、昇圧コンプレッサーバイパスと、昇圧コンプレッサーに接続される導管と、昇圧コンプレッサーバイパス導管と、現在の運転条件に基づきガスの流れを昇圧コンプレッサーバイパスあるいは昇圧コンプレッサーへ選択的に方向付けるための手段と、昇圧コンプレッサーおよび昇圧コンプレッサーバイパス導管の両方に接続される基本コンプレッサーを含む。【選択図】  図１ａ
2018520306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス圧縮システムであって、
昇圧コンプレッサーと、
昇圧コンプレッサーバイパスと、
前記昇圧コンプレッサーおよび前記昇圧コンプレッサーバイパスに接続された導管と、を備え、
ガスの流れは、前記ガス圧縮システム内に存在する環境条件の測定値に基づき、前記昇圧コンプレッサーを通るように選択的に方向付けられる、ガス圧縮システム。
【請求項２】
前記導管に接続された基本コンプレッサーを更に備え、
前記環境条件の測定値が所定の値または所定の値の範囲を外れる場合、前記基本コンプレッサーは前記昇圧コンプレッサーから圧縮ガスを受け取る、請求項１に記載のガス圧縮システム。
【請求項３】
前記導管は更にセンサーを含み、
前記センサーは前記導管内で前記環境条件を測定し、前記環境条件のデータをコンピューターシステムへ送信する、請求項１に記載のガス圧縮システム。
【請求項４】
センサーは、ガスの体積、ガスの温度および前記ガス圧縮システムの温度から成る群から選ばれる前記環境条件を測定する、請求項１に記載のガス圧縮システム。
【請求項５】
前記昇圧コンプレッサーの入り口および放出口に接続される再循環ループを更に含む、請求項１に記載のガス圧縮システム。
【請求項６】
前記再循環ループは、前記昇圧コンプレッサーの放出口を出る中間の圧力の圧縮ガスを前記昇圧コンプレッサーの入り口に戻す、請求項５に記載のガス圧縮システム。
【請求項７】
前記ガス圧縮システム内の前記環境条件の測定値が、所定の値または所定の値の範囲を外れる場合、前記ガス圧縮システムは、選択的に前記昇圧コンプレッサーバイパスにガスの流れを向ける、請求項１に記載のガス圧縮システム。
【請求項８】
前記ガス圧縮システムが前記昇圧コンプレッサーバイパスに選択的にガスの流れを向ける場合、前記昇圧コンプレッサーは低電力状態に入る、請求項７に記載のガス圧縮システム。
【請求項９】
前記昇圧コンプレッサー、前記基本コンプレッサーおよび前記昇圧コンプレッサーバイパスを、多数段を有する単一のコンプレッサーユニットに統合する統合コンプレッサーユニットを更に含み、
前記昇圧コンプレッサーは前記統合コンプレッサーユニットの昇圧段であり、前記昇圧コンプレッサーバイパスはガスが前記昇圧段に入るのを防ぐバイパスである、請求項２に記載のガス圧縮システム。
【請求項１０】
前記基本コンプレッサーは、直列配置にて互いに接続される複数の基本コンプレッサーである、請求項２に記載のガス圧縮システム。
【請求項１１】
直列配置にて接続される別の複数の基本コンプレッサーが前記導管に接続され、前記複数の基本コンプレッサーと並列である、請求項１０に記載のガス圧縮システム。
【請求項１２】
ガスを圧縮する方法であって、
導管を介してガスの流れを受け取るステップと、
前記導管内に存在する環境条件を測定するステップと、
前記測定するステップの機能として、第１の運転モードおよび第２の運転モードから運転モードを選ぶステップであって、前記環境条件の測定値が所定の値または所定の値の範囲内にある場合には前記第１の運転モードを選択し、前記環境条件の測定値が前記所定の値または前記所定の値の範囲を外れる場合には第２の運転モードを選択する、運転モードを選ぶステップと、
前記導管からのガスの流れが前記導管に接続された昇圧コンプレッサーに導かれるように、前記第２の運転モードを有効にするステップと、を備える方法。
【請求項１３】
前記昇圧コンプレッサーによってガスを中間の圧力の圧縮ガスへ圧縮するステップと、
基本コンプレッサーに前記中間の圧力の圧縮ガスを輸送するステップと、
前記基本コンプレッサーによって、前記中間の圧力の圧縮ガスを圧縮ガスまで更に圧縮するステップと、を更に含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記環境条件を測定するステップは、前記導管内に備えられる１つまたは複数のセンサーによって行なわれる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記環境条件は、ガスの体積、ガスの温度、前記導管内の温度、あるいは、前記導管内のガスの組成である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の運転モードを有効にするステップと、
ガスの流れを前記導管から基本コンプレッサーに接続された昇圧コンプレッサーバイパスに方向付けるステップと、
前記基本コンプレッサーによってガスを圧縮して圧縮ガスとするステップと、を更に含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の運転モードが有効になると、前記昇圧コンプレッサーの放出口を出る中間の圧力の圧縮ガスを、前記昇圧コンプレッサーの放出口と該昇圧コンプレッサーの入り口を接続する再循環ループの中へ送るステップと、
前記再循環ループから前記昇圧コンプレッサーの入り口まで前記中間の圧力の圧縮ガスを送るステップと、を更に含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記昇圧コンプレッサーを低電力状態に切り替えるステップを更に含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記昇圧コンプレッサーと前記基本コンプレッサーは統合コンプレッサーユニットであり、
前記昇圧コンプレッサーは前記統合コンプレッサーユニットの昇圧段である、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記更に圧縮するステップは、直列配置で前記導管に接続された複数の基本コンプレッサーによって行なわれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記更に圧縮するステップは、第１の直列配置で接続される第１の複数の基本コンプレッサー、および、第２の直列配置で接続される第２の複数の基本コンプレッサーにより行われ、
前記第１の複数の基本コンプレッサーは前記第２の複数の基本コンプレッサーと並列配置される、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連する出願に対する相互参照］
本願は、２０１５年４月３０日付で提出された「A GAS HANDLING SYSTEM AND METHOD FOR EFFICIENTLY MANAGING CHANGES IN GASEOUS CONDITIONS」と題する米国特許出願第６２／１５５１２９に基づく優先権を主張するものであり、当該米国特許出願の内容は、参照によって本明細書に取り込まれる。
【０００２】
本発明はガスハンドリングシステムのためのシステムおよび方法に関し、より詳しくは、高められた運転効率を有するガス圧縮システムを備える液化天然ガス（ＬＮＧ）または液化石油ガス（ＬＰＧ）のガスハンドリングシステムおよびガスハンドリングシステムの環境条件の変化を管理する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
液化天然ガス（ＬＮＧ）および液化石油ガス（ＬＰＧ）は、低温冷却手法を用いて、天然ガスまたは石油ガスを液体の状態にすることで生成されるものであってもよい。低温でガスを凝縮させ液体とすることにより、ＬＮＧやＬＰＧをタンクまたは貯蔵設備に貯蔵し、液体として維持でき、所望の最終仕向地へ長い距離を輸送でき、最終仕向地で、ＬＮＧやＬＰＧを再ガス化し、加圧し、ガスを消費する設備または車両で使用できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
貯蔵タンクや貯蔵設備に貯蔵された液化ガスを管理し、使用し、または輸送するために、ＬＮＧやＬＰＧは１つまたは複数の圧縮のステップを経てＬＮＧやＬＰＧを使用するシステムの運転圧まで増圧されることを必要とする場合がある。現在の圧縮手法およびシステムは非能率的であると考えられる。非能率的なシステムや方法は、ＬＮＧやＬＰＧを所望の圧力まで圧縮するための圧縮作業負荷の全体を扱うために単一のコンプレッサーに依存する。ＬＮＧやＬＰＧのシステムを利用するシステムの運転条件は、いかなる個別の瞬間においても、これらの複合的なＬＮＧまたはＬＰＧのシステムによって用いられている操作モードに応じて劇的に変化することが知られている。ガスの管理を扱うために単一のコンプレッサーを利用するシステムの下では、ＬＮＧやＬＰＧの予想される最大の入力を扱うことができ、それらを最大要求圧力まで圧縮することができるコンプレッサーを設置しなくてはならない。もしも生じ得る運転条件に対して起こるすべての変動を扱うことができないコンプレッサーを使用する場合、単一のコンプレッサーは、運転条件の最も極端な変化に圧倒され、それを扱うことができない可能性があり、そのため、すべての条件の下で十分に作動できないこととなる。
【０００５】
より大量のＬＮＧやＬＰＧを扱うために単一のコンプレッサーに依存するシステムにおいては、コンプレッサーはサイズが非常に大きいものとなるか、あるいは作動のためにより小さな複数のコンプレッサーよりもより多くの電力を使用する可能性がある。更に、単一のコンプレッサーがシステムのすべての運転モードのためのただ一つの使用可能な選択肢である場合、コンプレッサーは低消費電力や省エネルギー状態に入ることができないまま連続的に機能しなくてはならない。ガスの圧縮システムは、大き過ぎかつ強力過ぎるコンプレッサーのため、よりエネルギー的に効率的なコンプレッサーであれば十分である正常運転条件中でさえ、絶えず運転し続けるにはエネルギー的に非能率的なものとなり得る。
【０００６】
したがって、利用されているコンプレッサーを現在の運転条件に基づき動的に調節することで、システムのコンプレッサーの全体的な運転エネルギーの必要量を低減しＬＮＧやＬＰＧの圧縮の効率を増加させることができるガスハンドリングシステムおよび方法に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の局面はガス圧縮システムに関し、ガス圧縮システムは昇圧コンプレッサーと、昇圧コンプレッサーバイパス導管と、昇圧コンプレッサーおよび昇圧コンプレッサーバイパス導管に接続された導管と、を備える。導管は、現在の運転条件に基づき、ガスの流れを、昇圧コンプレッサーバイパスまたは昇圧コンプレッサーと、昇圧コンプレッサーおよび昇圧コンプレッサーバイパス導管の両方に接続される基本コンプレッサーへ向ける。
【０００８】
本発明の第２の局面はガスを圧縮する方法に関し、方法は、昇圧コンプレッサーを準備するステップと、昇圧コンプレッサーバイパスを準備するステップと、第１の運転モードまたは第２の運転モードから運転モードを選ぶステップであって、第１の運転モードは昇圧コンプレッサーバイパスを通るようにガスを導き、第２の運転モードはガスを昇圧コンプレッサーに導く、ステップと、ガスを圧縮して圧縮ガスとするステップと、両方のモードについて、基本コンプレッサーを準備するステップであって、基本コンプレッサーは昇圧コンプレッサーバイパスからガスを受け取るか、あるいは、昇圧コンプレッサーから圧縮ガスを受け取る、ステップと、基本コンプレッサーによりガスまたは圧縮ガスを圧縮するステップと、を含む。
【０００９】
構成と動作の上記その他の特徴は、添付の図と以下の詳細な説明から、より容易に理解され完全に評価されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
複数の実施形態を、以下の図を参照して、詳細に記述する。以下の図においては、同様の部材は同様の参照符号によって示される。
【図１ａ】図１ａは、ガス圧縮システムの実施形態の概略図である。
【図１ｂ】図１ｂは、図１ａのガス圧縮システムの代替の実施形態の概略図である。
【図２】図２は、ガス圧縮システムの別の代替の実施形態の概略図である。
【図３】図３は、ガス圧縮システムの更に別の代替の実施形態の概略図である。
【図４】図４は、ガス圧縮システムのコンピューターシステムの実施形態を示す。
【図５】図５は、複数の昇圧コンプレッサーを含む代替のガス圧縮システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示に係る装置、方法、システムについて以下に示す実施形態の詳細な記述は例として提供されるものであり、図を参照して限定するものではない。ある実施形態が示され、詳細に記述されるものの、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく様々な変更および修正を行い得ることは理解されるべきである。本開示の範囲は、構成する部品の数、その材料、その形状、その相対的配置などには何ら限定されず、それらは単に本開示の実施形態の例として示される。
【００１２】
詳細な説明の始めに、本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される単数形は、文脈が明白に別の指示を行わない限りにおいて、複数の指示対象をも含むことは留意されるべきである。
【００１３】
図を参照し、図１ａの概略図は、ＬＮＧまたはＬＰＧのシステム等からのガスを管理し、制御し、利用し、輸送し、あるいは配達するためのシステムに組み入れられまたは一体化される圧縮システム１００を示す。以下に記述され、本願の図中に描かれる圧縮システムの実施形態は、多数の異なるタイプの天然ガス、ＬＮＧまたはＬＰＧのシステム（ＬＮＧまたはＬＰＧのキャリアー、ＬＮＧまたはＬＰＧのキャリアーの推進システム、再液化システム、ＬＰＧまたはＬＮＧの送出システム、ＬＮＧまたはＬＰＧのプラントの液化または精製設備を含むがこれらに限られない）に適用してもよい。以下に記述される圧縮システムの実施形態も、天然ガスや石油ガスを用いて動力を発生するエンジンを有する他のＬＰＧまたはＬＮＧの車両、燃料供給ステーション、または、キャリアー、車両および消費者にＬＮＧやＬＰＧを配送するのに用いられる設備のシステムに統合されてもよい。
【００１４】
図１ａを参照して、圧縮システム１００の実施形態は、圧縮または非圧縮の天然ガスまたは石油ガスの流れを、導管１０１を介して受け取るものであってもよい。導管１０１は、貯蔵施設または貯蔵タンクのようなソースから天然ガスまたは石油ガスの流れを輸送するものであってもよい。ある実施形態では、貯蔵設備または貯蔵タンクはＬＮＧまたはＬＰＧが充填されていてもよい。他の実施形態では、圧縮システム１００に入るガスのソースは、圧縮システム１００への到着に先立ってＬＮＧまたはＬＰＧを利用する上流のプロセスまたはシステムから圧縮システム１００へ導管１０１を介して入るものであってもよい。ガスが導管１０１を通って圧縮システム１００に入ると、ガスは分岐点１０２に到達するものとしてもよく、そこではガスは一方の昇圧コンプレッサー１０５に入るか、あるいは、ガスは昇圧コンプレッサーバイパス１０３に入るものとしてもよい。昇圧コンプレッサーバイパス１０３に入るガスは昇圧コンプレッサー１０５を回避するものとしてもよい。
【００１５】
圧縮システム１００の実施形態は、所定の運転条件中に昇圧コンプレッサー１０５の使用を回避するために昇圧コンプレッサーバイパス１０３を使用するものであってもよい。例えば、導管１０１を介してシステム１００に入るガスが、昇圧コンプレッサー１０５の助力なしでシステム１００によって十分に圧縮され、管理され得るような運転条件の下では、昇圧コンプレッサー１０５はバイパスしてもよい。昇圧コンプレッサー１０５や初期設定の圧縮システム１００の圧縮能力を補足する追加的な補助装置を実行することなくシステム１００によって管理できる条件を、基本条件と呼んでもよい。
【００１６】
基本条件の実施形態は、圧縮システム１００が昇圧コンプレッサー１０５のような追加的な補助装置を使用せずに十分に運転できる、ユーザーまたはシステムにより定義された圧縮システム１００の環境に関する値または値の範囲であってもよい。基本条件は、圧縮システム１００の実施形態の設定、および圧縮システム内に備えられる設備の全般的な能力に依存して変わり得る。各システムの実施形態の全般的な能力は、圧縮システムと圧縮システムの機能を実行する設備の構成に依存して変わり得る。
【００１７】
ユーザーは、圧縮システムが作動し得る環境条件に応じて本開示の圧縮システムの実施形態の基本条件を設定してもよい。ユーザーが基本条件を設定する際に考慮し得る環境条件は、システム１００に入るガスの体積、システムの温度、ガスの温度、運転時間、設定された時間の間隔、圧縮システム内の初期条件の設備のエネルギー消費、および、基本条件下での設備の最大の稼働能力の値を含む変数の値または値の範囲を含むものとすることができるが、これらに限定されない。
【００１８】
更に、環境条件は、圧縮システム１００内に設置された１つまたは複数のセンサーを用いて、圧縮システム１００内で監視され測定されてもよい。例えば、動作環境の測定、およびシステムを流通するガスの条件に関する環境条件データを送信するために、１つまたは複数の圧力センサー、熱センサーあるいは温度センサーが圧縮システム１００の導管内に設置されてもよい。他の実施形態では、システム１００が基本条件内で作動していることを識別するために、１つまたは複数のセンサーが基本コンプレッサー１０９、昇圧コンプレッサー１０５あるいは熱交換器１１１、１１２に装備または組み込まれてもよい。ある実施形態では、圧縮システム１００内のセンサーによって受け取られたデータは、圧縮システム１００のオペレーターまたは管理者によって使用され、維持され、または観察されるコントロールパネルまたは管理小屋などのコンピューターシステムに送信されてもよい。
【００１９】
図４は、ガス圧縮システムの環境条件に関係があり、本開示の実施形態に従って、１つまたは複数の運転モードを有効にするデータと情報の送信を受け取るために用いられるコンピューターシステム４９０を示す。コンピューターシステム４９０は、プロセッサー４９１、プロセッサー４９１に接続された入力装置４９２、プロセッサー４９１に接続された出力装置４９３、および、プロセッサー４９１にそれぞれ接続された記憶装置４９４、４９５を含んでもよい。入力装置４９２は、キーボード、マウスなどであってもよい。出力装置４９３は、プリンター、プロッター、コンピュータースクリーン、磁気テープ、着脱式ハードディスク、フロッピーディスクなどであってもよい。記憶装置４９４、４９５は、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気テープ、コンパクトディスク（ＣＤ）あるいはディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）のような光記憶装置、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などであってもよい。記憶装置４９５は、コンピューター実行可能な指示を含むコンピュータプログラムなどのコンピューターコード４９７を含んでもよい。コンピューターコード４９７が含むソフトウェアまたはプログラムの命令は、ガス圧縮システム内の環境条件を記録し表示すること等を行うものであってもよく、更に、コンピューターシステムに提供される環境条件データに応じて本開示にて述べられる運転モードの１つまたは複数を選択的に有効にするものであってもよい。プロセッサー４９１はコンピューターコード４９７を実行する。記憶装置４９４は入力データ４９６を含む。入力データ４９６は、コンピューターコード４９７によって要求される入力を含む。出力装置４９３は、コンピューターコード４９７からの出力を表示する。記憶装置４９４、４９５の一方または両方（あるいは図４に示されない１つまたは複数の追加的な記憶装置）は、コンピューター可読のプログラムがそこに具現化され、かつ／または、そこに保存される他のデータを有する、コンピューター利用可能な記憶媒体（あるいはプログラム記憶装置）として使用されてもよく、コンピューター可読のプログラムはコンピューターコード４９７を含む。一般に、コンピューターシステム４９０のコンピュータプログラム製品（あるいは製造品）は、前述のコンピューター利用可能な記憶媒体（あるいはプログラム記憶装置）を含んでもよい。
【００２０】
図４はハードウェアとソフトウェアの特定の構成としてコンピューターシステム４９０を示すが、当業者に知られているように、ハードウェアとソフトウェアのいかなる構成も、図４の特定のコンピューターシステム４９０と共に上述した目的のために利用されてもよい。例えば、記憶装置４９４、４９５は個別の記憶装置ではなく単一の記憶装置の部分であってもよい。
【００２１】
ある実施形態において、ハードドライブ、光ディスクあるいは他の書き込み、書き直し、または除去可能なハードウェアの記憶装置４９５に格納されてアクセスされることに代えて、格納されるコンピュータプログラムコード４９７は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）装置のような静的で、除去不可能な読み出し専用の記憶媒体に格納されてもよく、あるいは、そのような静的で、除去不可能で、読み出し専用の媒体からプロセッサー４９１によって直接アクセスされてもよい。同様に、ある実施形態では、格納されるコンピュータプログラムコード４９７は、コンピューター可読のファームウェアとして格納されてもよく、すなわち、ハードドライブや光ディスクのような、より動的あるいは除去可能なハードウェアデータ記憶装置４９５からではなく、そのようなファームウェアからプロセッサー４９１によって直接アクセスされてもよい。
【００２２】
圧縮システム１００の実施形態は複数の運転モードを含んでもよい。複数の運転モードは、圧縮システム内の設備の構成に依存して変わってもよい。より複雑な構成を備えた実施形態では、運転モードの数はより単純またはより複雑でない複合システムよりも多くてもよい。複数の運転モードは、更に、圧縮システムが被る運転状況の変化または変動に依存して変わってもよい。例えば、圧縮システム１００の運転中に多くの運転状況に遭遇するシステムは、特定の運転状況が圧縮システム中に存在するときに選択できるより多くの運転モードを有していてもよい。同様に、運転状況におけるより少ない変化を経験する圧縮システム１００の実施形態は、限られた数の運転モードでプログラムされてもよい。ある実施形態では、センサーからデータを受け取るコンピューターシステム、コントロールパネルあるいは管理小屋は、ガス圧縮システム内にあるセンサーの１つまたは複数によって記録される環境条件の変化に応じて以下に述べる運転モードの１つまたは複数を自動的に選択し有効にしてもよい。別の実施形態では、ガス圧縮システムのユーザーや管理者は、ガス圧縮システム内に存在する、１つまたは複数のセンサーによって記録される環境条件を受け取りモニターするコンピューターシステムに送信される環境条件の変化に応じて、本明細書に記載の運転モードを手動で選択してもよい。
【００２３】
ある実施形態では、システム内に基本条件が存在する場合、初期設定運転モードが選択されてもよい。基本条件で作動するシステム１００の実施形態はこの初期設定運転モードをその最初の運転モードとするものであってもよい。第１の運転モードでは、導管１０１を通ってシステム１００に入る圧縮または非圧縮のガスの流れはバイパス１０３を流通し続けるように選択的に導かれ、昇圧コンプレッサー１０５を回避する。第１の運転モードでは昇圧コンプレッサー１０５を回避することによって、昇圧コンプレッサー１０５は低電力状態または停止状態のまま維持することができ、あるいは、もしそれまでに稼働されていた場合は、第２の運転モードから第１の運転モードへの復帰により、圧縮システムが昇圧コンプレッサーを稼働状態から低電力状態に切り替えるステップを行なうものとしてもよい。基本運転条件の下で昇圧コンプレッサー１０５を回避することは、圧縮システム１００のエネルギー消費を削減するのに役立ち得る。バイパス１０３を出た後、ガスは導管１０７に入ってもよい。本願において導管は、議論と識別の目的のために別々に符号が付されている。ただし、ある実施形態では、導管１０１、１０３、１０７は図１ａ〜３に示すガス圧縮要素のそれぞれを通る連続的な１本の導管であってもよい。
【００２４】
導管１０３を出て導管１０７に沿って運ばれるガスは、基本コンプレッサー１０９への入り口に入ってもよい。基本コンプレッサー１０９は、基本条件の下にある圧縮システム１００において運転する任意のコンプレッサーであってよい。基本コンプレッサー１０９は、基本条件の下で、補助装置からの更なる助力なく、システム１００に出入りするガスの圧縮および放出を扱うコンプレッサーであってもよい。ある実施形態では、基本コンプレッサーは低負荷コンプレッサーと呼称されてもよい。低負荷コンプレッサーは単段または多段のコンプレッサーであってもよい。圧縮システム内の低負荷コンプレッサーのタイプは、圧縮システム１００が組み入れられる全体的なシステムに依存するものであってもよい。例えば、低負荷コンプレッサーは１〜４つあるいはそれ以上の段数を有するものであってもよい。例えば、蒸気タービン推進システムを用いる実施形態には、１段の低負荷コンプレッサーが存在するものとしてもよく、一方、ＬＮＧタンカー等に用いられる二元燃料ディーゼル電気（ＤＦＤＥ）推進システムでは、低負荷コンプレッサーは２段または４段のコンプレッサーであってもよい。
【００２５】
再び図１ａを参照し、基本コンプレッサー１０９の入り口に入るガスは、圧縮システム１００が一部を構成するＬＮＧ、ＬＰＧ、またはその他の任意のシステムの必須又は所望の圧力要求に達するための、予め選択または定義された分量の圧縮を経るものとしてもよい。基本コンプレッサー内部のガスが一旦適切な圧縮レベルに達すると、導管１１０内の圧縮ガスは圧縮システム１００から放出され、圧縮システム１００より下流にある所望の目的地、機械類、エンジンまたは設備における更なる使用または貯留のために輸送されてもよい。更に、導管１１０内の圧縮ガスは出口を出て、圧縮システム内での更なる圧縮のために別のコンプレッサーの入り口に入ってもよい。
【００２６】
基本コンプレッサー１０９の実施形態は、ＬＮＧ、ＬＰＧまたは他のガスを利用するシステムにおいて圧縮の目的で用いられる任意のタイプのコンプレッサーであってもよい。使用されるコンプレッサーの例は、遠心または軸流圧縮機のような動圧縮機を含んでいてもよい。圧縮システム１００において使用され得る他のコンプレッサーはレシプロ型またはロータリー型の圧縮機を含んでいてもよい。レシプロ型コンプレッサーのタイプは、ダイアフラム式、複動または単動式の圧縮機を含んでもよく、ロータリー型圧縮機のタイプはローブ型、螺旋形のねじ型、液体リング（リキッドリング）型、スクロール型またはスライドベーン式の圧縮機を含んでもよいが、これらに限られない。
【００２７】
システム１００の実施形態は、第１の運転モードを越えて、１つまたは複数の追加の運転モードの複数を更に含んでいてもよい。異なる運転モードはそれぞれ、システム１００の基本条件の環境条件を示す１つまたは複数の変数がユーザーまたはシステムによってプログラムまたは設定された値または値の範囲を越えるか下回ったときに、個別に開始されてもよい。異なる個々の運転モードは名称または番号により呼称されてもよい。例えば、後続の運転モードはそれぞれ、第２、第３、第４、第５、第６などと呼称されてもよく、あるいは、昇圧運転モード、低消費電力運転モード、補充運転モード、液化運転モードなどと呼称されてもよく、あるいは、圧縮システムによって行われる運転モードの目的を示す他の呼称をされてもよい。
【００２８】
圧縮システム内に存在する基本条件または環境条件における異なる変化に応じて圧縮システム１００によってプログラムされ、選択され、有効にされ得る運転モードの数には制限がないものとしてもよい。基本運転条件の変動は、頻繁にまたは希に生じるものでもよく、もしくは、圧縮システム１００が接続されるＬＮＧ、ＬＰＧまたは他のガスシステムのタイプに基づき設定される間隔で生じるものであってもよい。ＬＮＧ、ＬＰＧまたは他のガスシステムの追加のシステムは、連続的に稼動または停止するものであってもよく、それらの追加のシステムの影響は、圧縮システム１００内に存在する環境条件の変化を生じるものであってもよい。変化に応じて、圧縮システム１００は、圧縮システムの環境の変化に応じて有効にされるようにプログラムされた異なる運転モードの１つまたは複数を引き起こすか、有効にするか、開始させるか、実行することにより応答してもよい。
【００２９】
圧縮システム１００内の環境条件が別の運転モードを有効にし得る状況の下では、圧縮システム１００に接続された追加的な装置は、ユーザーまたはシステム自体によって手動または自動的に選択、指示またはプログラムされた方法で有効にされるものであってもよい。例えば、ある実施形態では、第２または後続の運転モードは、基本コンプレッサー１０９を支援するために、昇圧コンプレッサー１０５を有効にして、システム１００へ導入されたガスを圧縮するものであってもよい。昇圧コンプレッサー１０５は、ガス圧縮システムを出る圧縮ガスの目標圧力に見合うように基本条件下で作動するコンプレッサーの能力を越えるガス圧縮システム内の圧力の一時的な増大および追加的な圧縮を提供する任意のタイプのコンプレッサーを指称するものであってもよい。昇圧コンプレッサーの実施形態は別のコンプレッサーの入り口または吸込管に放出する。システム１００内の昇圧コンプレッサー１０５の実施形態は、昇圧コンプレッサー１０５によって圧縮されたガスを、更なる圧縮のために、中間管路１０７を介して基本コンプレッサー１０９の入り口の中へ放出するものであってもよい。
【００３０】
システム１００の１つまたは複数の実施形態において、例えばガス圧縮システム１００内の環境条件が予めプログラムされたまたは所定の値または所定の値の範囲から外れることに応じてある運転モードが有効になっている場合には、導管１０１を介してシステム１００に到着するガスは、第１運転モードにおいて用いられる昇圧コンプレッサーバイパス１０３の代わりに、昇圧コンプレッサー１０５に行くように選択的に方向付けられるものであってもよい。ガスが昇圧コンプレッサー１０５に入ると、当該ガスは基本コンプレッサー１０９によって扱い得る中間の圧力に圧縮されてもよい。この予備圧縮ステップは、導管１１０内の放出圧縮ガスの圧力要件を満たすために、基本コンプレッサー１０９に向かうガスの量を減らすことと、基本コンプレッサーにより行なわれる圧縮の全体的な量を減らすことにより、基本コンプレッサーを支援するものであってもよい。続いて、昇圧コンプレッサー１０５の放出口からの中間の圧力の圧縮ガスを受け取る基本コンプレッサー１０９は、ガスを更に圧縮して、圧縮システム１００の導管１１０内における圧縮の目標レベルを達成するものであってもよい。
【００３１】
例えば、基本条件の下では、システムが特定の温度または温度範囲の下で作動する場合、システム１００の第１の運転モードは有効のまま維持されるものであってもよい。システム１００の温度が基本条件用にプログラムされた温度範囲設定の上下に変動する場合、第２の運転モードがガス圧縮システムによって開始されまたは有効にされるものであってもよい。この例において温度が基本条件を超えると、圧縮システム１００に入るガスの体積は、ＬＮＧ、ＬＰＧまたは他のガスシステムの導管１１０内の必要な吐出圧を満たすために基本コンプレッサー１０９がそれ自体で適切に圧縮できる能力を超えるレベルにまで増大し得る。ある実施形態では、第２の運転モードは、基本条件を超える温度変動により、ガスの体積の増加を補う昇圧コンプレッサー１０５などの第２のコンプレッサーを始動させるものであってもよい。本実施形態において、一旦昇圧コンプレッサー１０５が有効にされれば、昇圧コンプレッサー１０５は、最初に、圧縮システムに入るガスを、基本コンプレッサーによって扱い得る中間の圧力へ圧縮するものであってもよい。ある実施形態においては、昇圧コンプレッサー１０５から放出される圧縮ガスは、導管１０１を介して圧縮システム１００に入るガスの圧力より高く、最終吐出圧１１０よりは低い圧力を有していてもよい。昇圧コンプレッサー１０５から放出された圧縮ガスを受け取る基本コンプレッサーは、昇圧コンプレッサーから放出されたガスを更に圧縮して、ガスハンドリングシステムの導管１１０内の吐出ガスに必要な圧力まで更に昇圧するものであってもよい。
【００３２】
圧縮システム１００の実施形態は、圧縮システム１００の内部に、その作動中の任意の時点に存在する環境条件の変化に動的に応答するものであってもよい。上述のとおり、環境条件を定義する変数が、基本条件として設定された値または値の範囲を外れるとき、圧縮システム１００の実施形態は１つまたは複数の異なる運転モードに入るものであってもよい。圧縮システム１００の環境条件の変化に対するこの動的な応答は、第２のまたは後続の運転モードを選択的に有効にして、その後基本条件が再び満たされた時に第１運転モードへ戻すことの両方によって生じるものであってもよい。
【００３３】
上述の温度の例を用いると、ＬＮＧまたはＬＰＧのシステムの実施形態は、必要に応じて有効および無効にできる再液化システムを含んでもよい。ＬＮＧまたはＬＰＧのシステムの１つのセクションの再液化システムの有効化および無効化は、導管１０１を通って圧縮システム１００に入るガスの環境温度の上昇と下降を実際に引き起こすものであってもよい。ＬＮＧまたはＬＰＧのシステムのある実施形態では、再液化システムの有効化は、圧縮システム１００に入るガスの温度の上昇を引き起こすものであってもよく、温度の上昇は、第１の運転モードの基本条件を超過するものであってもよい。容認できる基本温度の範囲を上回る温度を含む環境条件に応じて、システム１００の実施形態は、動的に第２の運転モードを有効にして圧縮システムを支援してもよい。第２の運転モードは、昇圧コンプレッサー１０５および基本コンプレッサー１０９の両方をタンデム（前後一列）で利用して、圧縮システム１００を組込むガスハンドリングシステムの導管１１０内で必要とされる吐出圧を達成するものであってもよい。
【００３４】
続いて、ＬＮＧ、ＬＰＧまたは他のガスハンドリングシステムは、下流の圧縮システムに接続されるそれ自身の再液化システムを無効にするものであってもよい。再液化システムの無効化は、再液化システムの下流に位置する圧縮システム１００に達するガスの温度を低下させ基本条件内に戻させるものであってもよい。予め設定されたかもしくは予めプログラムされた基本条件の許容域内のガス温度に戻ることに応じて、圧縮システム１００は、第２の運転モードで作動するのをやめて、第１の運転モードに戻って、昇圧コンプレッサーバイパス１０３を使用して不必要な昇圧コンプレッサー１０５を回避するものとしてもよい。
【００３５】
圧縮システム１００の実施形態は圧縮システムの一部として使用される設備に依存して変更されてもよい。例えば、システム１００は可変の数のバルブ１２４、１２５、１２６、１２８、スイッチまたはゲート１２１、１２３、および熱交換器または中間冷却器１１１、１１２を含んでもよい。圧縮システム１００に組み込まれるバルブ、スイッチ、ゲート、熱交換器あるいは中間冷却器のタイプ、設定、位置および／または数は、圧縮システム１００の実施形態が接続されるＬＮＧ、ＬＰＧあるいは他のガスハンドリングシステムの目的に依存するものであってもよい。更に、昇圧コンプレッサー１０５あるいは基本コンプレッサー１０９のサイズ、段数およびエネルギー消費は可変であってもよく、適切な運転状態あるいは選択された運転モードを維持するために、必要とされるコンプレッサーの量、およびこれらのコンプレッサー１０５、１０９に対して複数の熱交換器または中間冷却器によって提供される冷却量は、必要に応じて更に可変であってもよい。
【００３６】
更なる実施形態では、運転モードは、昇圧コンプレッサー１０５単独の運転を含んでもよく、その一方、基本コンプレッサーが停止させられていてもよい。例えば、圧縮システム内の環境条件がこの運転モードを有効とし得る状況の下では、導管１０１を介してシステム１００に到着するガスは、第１または他の運転モードで使用される昇圧コンプレッサーバイパス１０３を利用する代わりに、昇圧コンプレッサー１０５に移動してもよい。ガスが昇圧コンプレッサー１０５に入るとき、ガスは、導管１１０中の圧縮ガスを作る圧縮の目標レベルでの放出に適する圧力に圧縮されていてもよい。ガスが低負荷基本コンプレッサー１０９を回避する実施形態では、ガスは導管１０７を介して昇圧コンプレッサー１０５を出て、基本コンプレッサー１０９（停止させられていてもよい）を回避して圧縮ガス１１０を放出する圧縮システムの出口に到着するように構成された基本コンプレッサーバイパスを介して基本コンプレッサーを回避してもよい。
【００３７】
圧縮システム２００の代替の実施形態において、図１ｂに示されるように、圧縮システム２００は更に再循環ループ２０１を含んでもよく、再循環ループ２０１は昇圧コンプレッサー１０５の入り口および放出口に接続されてもよい。圧縮システム２００のある実施形態では、導管１０１を介して圧縮システム２００に入るガスの一部は、第１の分岐１０２でバイパス１０３の代わりに昇圧コンプレッサー１０５に入ってもよい。第１の運転モードが有効となっている場合に昇圧圧縮ループの影響を制限するために、昇圧コンプレッサー１０５の放出口を出る圧縮ガスは、導管１０７に沿い続ける代わりに再循環ループ２０１へ逸らされてもよい。中間の圧力の圧縮ガスなどのガスが昇圧コンプレッサーの放出口を出るとき、再循環ループ２０１は昇圧コンプレッサーの放出口を出るガスを昇圧コンプレッサーの入り口に送るものであってもよい。
【００３８】
図１ｂに示す例示の実施形態に示されるように、導管１０１を介して入るガスは昇圧コンプレッサー１０５あるいは昇圧コンプレッサーバイパス１０３に入るように方向付けされてもよい。ガスの一部が昇圧コンプレッサー１０５に入るとき、放出されたガスは、図示されるプロセスコントロールバルブ１２４のようなコントロールバルブによって導管１０７に到達することを妨げられてもよい。圧縮ガスがコントロールバルブ１２４を越えて通過できないので、ガスは、昇圧コンプレッサー１０５に中間の圧力の圧縮ガスを循環させる再循環ループ２０１へ強制的に流入させられてもよい。昇圧コンプレッサーを介してガスを輸送する導管が圧気状態となると、追加的なガスが昇圧コンプレッサー１０５または再循環ループ２０１に入れなくなるものとしてもよく、そのため、システム２００が第１の運転モードで機能している場合、導管１０１を介してシステム２００に入るガスは、バイパス１０３へ強制的に通されるものとしてもよい。
【００３９】
バイパス１０３は更に、ある実施形態ではコントロールバルブ１２５を含んでもよい。基本条件の下での第１の運転モードで作動する場合、このコントロールバルブ１２５は開いた状態で維持されることで、ガスがバイパス１０３を通り抜けて第２の導管１０７に達し、更に基本コンプレッサー１０９の入り口へ入るようにしてもよい。ただし、圧縮システム２００の実施形態（第１の運転モードから第２の運転モードへ運転モードが変わっていてもよい）では、バイパス１０３中にあるコントロールバルブ１２５が閉じてもよい。同様に、コントロールバルブ１２５が第２の運転モードに変わることで閉じるときに、昇圧コンプレッサー１０５ループ中にあるコントロールバルブ１２６、１２４が開いてもよい。本実施形態において、第２の運転モードが開始される場合、コントロールバルブ１２６は開き、コントロールバルブ１２４は開き、その後コントロールバルブ１２５は閉じてガスを昇圧コンプレッサー１０５に向かわせることとなる。コントロールバルブ１２５は、昇圧コンプレッサー１０５を離れるガスが昇圧コンプレッサー１０５の入り口に戻ることを制限し、あるいは防ぐために部分的にあるいは完全に閉じるものであってもよい。こうして、圧縮システム２００に入るガスは、導管１０７を介して、基本コンプレッサー１０９の入り口あるいは吸込みラインに放出する昇圧コンプレッサー１０５を含む代替ルートを通るように方向付けられるものであってもよい。
【００４０】
それまで再循環ループ２０１にとらわれていたガスが昇圧コンプレッサー１０５から放出されると、ガスは、今度は、第２運転モードが有効化されたときに開いたコントロールバルブ１２４を通って出るものであってもよい。再循環ループ２０１にとらえられる代わりに、ガスは、今度は昇圧コンプレッサー１０５によって提供される所望の中間の圧力下にある導管１０７に入るものであってもよく、基本コンプレッサーによって導管１１０内の圧縮放出圧力まで適切に調圧されるものであってもよい。更に、圧縮システム２００の実施形態は、導管１０７内のガスがシステム内を逆流することを防ぎあるいは妨げるために逆止弁１２１、１２３などの１つまたは複数のバルブまたはゲートを更に含むものであってもよい。プロセスコントロールバルブ１２４等のコントロールバルブは逆止弁１２３に近接あるいは隣接して設置され、昇圧コンプレッサー１０５がシステム２００から絶縁され、システム２００に影響を与えることなく始動できるようになっていてもよい。図１ａ、１ｂに示すように、一方向逆止弁１２１は、バイパス導管１０３から導管１０７まで移動するガスが、バイパス導管内を逆流することを防止するものであってもよい。同様に、逆止弁１２３は、昇圧コンプレッサーを出て導管１０７へ入るガスが昇圧コンプレッサーループあるいは再循環ループ２０１に逆流することを防止するものであってもよい。
【００４１】
本明細書および図１ａ、１ｂ、２、３に示す圧縮システムの例示的な実施形態において、昇圧コンプレッサー１０５および基本コンプレッサー１０９は２つ以上の物理的に別個のコンプレッサーユニットとして描かれるものであってもよい。ただし、代替の実施形態では、昇圧コンプレッサー１０５および基本コンプレッサー１０９は、昇圧コンプレッサー部分および基本コンプレッサー部分を含む多数段の圧縮を有する単一のコンプレッサーユニットであってもよい。上述のシステムと同様に、単一の統合コンプレッサーユニットは、圧縮システムの環境条件に応じて多段で作動するものであってもよく、更に、先に述べたシステムと同様に、複数の選択可能な運転モードを有するようにプログラムされてもよい。同様に、統合圧縮ユニットの実施形態は更に、第１の運転モードで稼働する場合に開くことで、ガスが統合コンプレッサーの昇圧段、及び、ある実施形態の昇圧段のための再循環ループに入るのを防ぐバイパスを含んでもよい。更に、上述の実施形態とほぼ同様に、統合コンプレッサーユニットは、環境条件、および予め設定された基本条件あるいは条件の範囲に基づき、プログラムされた運転モードを動的に切り替え、働かせ、または有効にして、統合コンプレッサーの昇圧圧縮段を接続または切断してもよい。
【００４２】
圧縮システム１００、２００の実施形態は、単一の昇圧コンプレッサー１０５および単一の基本コンプレッサー１０９のみを有するシステムには限定されない。圧縮システムのある実施形態では、システムで用いられる複数の基本コンプレッサーまたは昇圧コンプレッサー、あるいは、多段の統合された基本コンプレッサーまたは昇圧コンプレッサーが存在してもよい。圧縮システム３００の実施形態に描かれるように、基本コンプレッサーは一段または多段の圧縮を含んでもよい。図２の例示的な実施形態に示されるように、基本コンプレッサーは、所望の圧力での導管１１０内の放出に達するのに必要とされる所定の段数分設定できる。
【００４３】
ある実施形態では、複数の基本コンプレッサー１０９、３０９、３１１、３１３が、コンプレッサーのサイズを小さくするか、あるいはより少数のより大きいかより強力なコンプレッサーを使用するシステムと比較してエネルギー効率を増加させる目的に使用されてもよい。代替の実施形態では、より少数のコンプレッサーが実現不可能かあるいは実際的でない場合、システムは複数の基本コンプレッサーを使用してもよい。基本コンプレッサーの数あるいは基本コンプレッサーがシステム３００内に有し得る段階の数は、必要性、および圧縮システム３００を組み込むＬＮＧ、ＬＰＧあるいは他のガスシステムの用途に依存して変わってもよい。
【００４４】
圧縮システムの代替の実施形態では、複数の基本コンプレッサー１０９、３０９、３１１、３１３が、圧縮システムの全体的な加圧能力あるいは効率を増加させるために互いに直列に配置されることには限定されない。ある代替の実施形態では、１つまたは複数の基本コンプレッサー１０９、３０９、３１１、３１３が、別の複数の基本コンプレッサー４０８、４０９、４１１、４１３と並列に配置されてもよい。
【００４５】
図３に示すように、導管１０７を介して入るガスは、第１の複数の基本コンプレッサー１０９、３０９、３１１、３１３のおよび／または導管４０７を介して並列の第２の複数の基本コンプレッサー４０８、４０９、４１１、４１３に入ってもよい。第１の複数の基本コンプレッサー１０９、３０９、３１１、３１３、および第２の複数の基本コンプレッサー４０８、４０９、４１１、４１３に入るガスは、第２の複数の基本コンプレッサーに入るガスの圧力が、導管１１０内の第１の放出または導管４１０内の第２の放出のいずれかにおける所望の目標圧力で放出されるまで、１つまたは複数のコンプレッサーによって圧縮されてもよい。例示の実施形態で描かれるように、導管１１０および導管４１０内の圧縮ガスは、ユーザー、および圧縮システム４００を組み込むか利用するガスシステムに要求される必要圧力での圧力を有する導管４２０内のガスの一つの流れを形成するために組み合わせられてもよい。その後、導管４２０に流入する導管１１０、４１０内で統合されたガスは、次にＬＰＧ、ＬＮＧあるいは他のガスシステムの下流のステップへ輸送されてもよい。
【００４６】
ＬＮＧ、ＬＰＧあるいは他のガスシステムに組み込まれる圧縮システムの実施形態がより複雑になるか、追加の設備および配置を含む場合、追加的な運転モードが利用されてもよい。例えば、ある実施形態では、圧縮システム４００における基本条件の下の第１の運転モードは、第１の複数の基本コンプレッサー１０９、３０９、３１１、３１３および第２の複数の基本コンプレッサー４０８、４０９、４１１、４１３の両方を利用することに限られない。代わりに、運転モードは、一方の複数の基本コンプレッサーを他方ではなく選択してもよく、あるいは、システムは、環境条件および圧縮仕事量の変化を補うために必要に応じて各シリーズのコンプレッサーのセットにおける有効なコンプレッサーの数を動的に増加させてもよい。
【００４７】
圧縮システム４００の代替の実施形態では、コンプレッサーのすべてがいつでも利用されるとは限らない。一例では、第１の運転モードは、第１の複数の基本コンプレッサー１０９、３０９、３１１、３１３のみを使用してもよい。第２の運転モードでは、システム４００の環境条件が予め設定またはプログラムされた値に達する場合あるいは１つまたは複数の環境条件を定義する値あるいはパラメーターの範囲内に達する場合、システム４００は、第２の複数の基本コンプレッサーを始動してもよい。続いて、ある実施形態では、予め定義した環境条件または変数の値のセットが適合する場合、第３運転モードが使用されてもよく、そこでは、昇圧コンプレッサー、第１の複数のコンプレッサー１０９、３０９、３１１、３１３、および第２の複数の昇圧コンプレッサー４０８、４０９、４１１、４１３が単独であるいは互いに組み合わせて有効化されてもよい。
【００４８】
更に別の実施形態では、第４の運転モードは、第１、第２あるいは第３の運転モードを有効にするためには発生しないものである、異なる条件のセットの下で有効化されてもよい。例えば、この代替の実施形態において、第４の運転モードが有効とされる場合、昇圧コンプレッサーは第１の複数の基本コンプレッサーと共に有効化されてもよい。あるいは、他の実施形態では、運転モードは基本コンプレッサーおよび第２の複数の基本コンプレッサーを有効化してもよい。更に、上に議論したコンプレッサーシステムの追加の実施形態では、コンプレッサーシステム５００は図５に示されるような１つまたは複数の昇圧コンプレッサー１０５、５０５を含んでもよい。昇圧コンプレッサーは有効化された運転モードに依存して同時に使用されてもよく、あるいは、従事させられる昇圧コンプレッサーの数は、ユーザーによって、あるいは環境条件の結果として選択された運転モードに依存して、増加または減少してもよい。
【００４９】
異なる運転モードでのコンプレッサーの使用に加えて、図５に示すように並列に配列されたコンプレッサーがある場合、１つまたは複数のコンプレッサーが故障した場合、メンテナンスのために使用停止している場合、あるいはその他の事情により利用可能でない場合のバックアップを提供するために１つまたは複数の基本コンプレッサーあるいは複数の昇圧コンプレッサー１０５、５０５が使用されてもよい。ある実施形態では、昇圧または基本のコンプレッサーも特定の運転モードにおけるコンプレッサーの各々の運転時間数の平衡を保つために交互に使用されてもよい。
【００５０】
図５に示されるように、システム５００のある実施形態は熱交換器５１１、再循環ループ５０１、導管を介して基本コンプレッサー５０１に接続されるバルブまたはゲート５２３を含んでもよい。並列の昇圧コンプレッサー５０１の経路上の各要素は、昇圧コンプレッサー１０５、熱交換器１１１、バルブまたはゲート１２３、再循環ループ２０１と同じかまたは同様の方法で制御してもよい。例えば、熱交換器１１１は、ゲート１２３が開かれなければ再循環ループ２０１へ入る圧縮ガスを昇圧コンプレッサー１０５から受け取る一方、昇圧コンプレッサー５０５に入るガスは、熱交換器５１１を通り抜けて、バルブまたはゲート５２３が開いた状態でなければ、再循環ループ５０１を介して昇圧コンプレッサー５０５に戻るものであってもよい。
【００５１】
図１ａ〜５を参照し、上述のシステムの実施形態を使用してガスを圧縮する方法の実施形態は、１つまたは複数の昇圧コンプレッサー、昇圧コンプレッサーバイパスおよび１つまたは複数の基本コンプレッサーを準備するステップを含んでもよい。方法の実施形態は、非圧縮ガスまたは圧縮ガスなどのガスの流れを導管によりガス圧縮システムの中へ受け取るステップを含んでもよい。いくつかの方法では、導管内の環境条件を測定するステップは、例えば、導管内に設置されたセンサーの使用を通じて行なわれてもよい。先に述べたように、ガス圧縮システムは予めプログラムされた値あるいは値の範囲を持っていてもよい。センサーは、導管内の環境条件を測定すると、集めた環境条件を予めプログラムされた環境条件あるいは前もって設定された環境条件と比較するコンピューターシステムに環境条件データを送信してもよい。
【００５２】
方法のある実施形態においては、ガス圧縮システムの環境条件について記述するデータを集めて比較した後、いくつかの方法において、ガス圧縮システムあるいはそれに接続しているコンピューターシステムは更に予め設定されたかまたはプログラム可能な運転モードを選択するステップを行なってもよい。
【００５３】
運転モードを選択するステップは複数の運転モードから運転モードを選ぶことを含んでいてもよい。ある実施形態では、運転モードを選択するステップは、圧縮システム自体内の運転状況および環境条件を定義する値または値の範囲に基づいて自動的に行なわれるものであってもよい。代替の実施形態では、運転モードを選択するステップは、圧縮システムのユーザーによって手動で行なわれてもよい。例えば、ユーザーは、圧縮システムに電子的にあるいは遠隔に接続された遠隔またはネットワークアクセス可能なコンピューターシステムで運転モードを選択してもよい。
【００５４】
典型的な実施形態の例では、運転モードを選択するステップは、第１の運転モードあるいは第２運転モードの選択によりなされてもよい。ある実施形態において、第１の運転モードが選択される場合、圧縮システムは、システムへ入るガスの流れを昇圧コンプレッサーバイパスに通すように方向付けることで進行してもよい。ガスの方向付けは、圧縮システムによって提供される、昇圧コンプレッサーバイパス導管および／または昇圧コンプレッサーループ内に配置された１つまたは複数のバルブによって行なわれてもよい。あるいは、第２の運転モードを選択するステップは、圧縮システムに入るガスの流れを昇圧コンプレッサーの入り口へ方向付けることにより進行してもよく、その場合、昇圧コンプレッサーは有効で使用可能であり、流入するガスを圧縮して中間の圧力の圧縮ガスとし、中間の圧力でガスを放出して更なる圧縮のため、昇圧コンプレッサーから基本コンプレッサーへと、中間の圧力の圧縮ガスを下流に輸送する。
【００５５】
所望の最終圧力へガスを更に圧縮する方法の実施形態は、昇圧コンプレッサーあるいは昇圧コンプレッサーバイパスから放出されたガスを、基本コンプレッサー入り口を通してガスを受け取る１つまたは複数の基本コンプレッサーまで輸送することを更に含んでもよい。ある実施形態では、基本コンプレッサーは、受け取ったガスを圧縮し、所定の、または、予め必要とされる圧力へガスを昇圧し、システムのユーザーによって望まれる圧力でシステム内の基本コンプレッサーの１つまたは複数からガスを放出することにより進行してもよい。
【００５６】
並列で稼働する１つまたは複数の基本コンプレッサーを含む代替の実施形態では、昇圧コンプレッサーあるいは昇圧コンプレッサーバイパスの一方からガスを受け取るが、方法は、予め設定されたかまたは予め要求される圧力で基本コンプレッサーからガスを放出するステップの後、各基本コンプレッサーからの加圧ガスを組み合わせるステップを更に含んでもよい。
【００５７】
次のソフトウェアシミュレーション例は説明の目的で提供される。シミュレーションは、限定的なものではないことが意図され、利点を明確にすることを更に説明し支援することが意図される。また、上述の実施形態の要素の１つまたは複数が使用される場合、省エネルギーが実現される。
【００５８】
表１−単一コンプレッサーシステム
【表１】
2018520306.tif 000003
【００５９】
表２−昇圧コンプレッサーシステム
【表２】
2018520306.tif 000004
【００６０】
表１、２に示されるシミュレーションデータによって実証されるように、昇圧コンプレッサーシステムは、表１中でシミュレートされる単一のコンプレッサーシステムと比べて著しい省エネルギーを提供する。よりストレスの多い条件の下で作動するためにのみ必要なものとし得る動的に有効化および無効化される昇圧コンプレッサーの導入によって、表２中でシミュレートされる昇圧コンプレッサーシステムの基本コンプレッサーは、表１のシミュレーションの中で与えられる単一のコンプレッサーシステムが必要とするコンプレッサーと比べて、より小さく、よりエネルギー効率がよく、より少ない段数を持つものとすることができる。単段コンプレッサーシステムでのコンプレッサーはより大きく、より複雑で、圧縮段階がより多いものとなり得て、作動するためにより多くのエネルギーを必要とし得る。なぜならば、表１のシミュレーションにおいて記述される単一のコンプレッサーシステムは、単一のコンプレッサーがより低い温度（−９０°Ｃ、−１１０°Ｃ等）のより冷たい圧縮ガスだけでなく、例示されるような２０°Ｃの流入温度を有する、より暖かいガスも扱うことを可能にする方法で設計されるべきだからである。広範囲の運転では、単一のコンプレッサーシステムはより高い全体的な連結電力を必要とする可能性がある。一方、表２の結果を有する昇圧コンプレッサーシステムは、基本コンプレッサーによる最終の圧縮が後続する中間の圧力まで、（例えば２０°Ｃの）より暖かいガスを圧縮するために、昇圧コンプレッサーに依存するものであってもよい。
【００６１】
昇圧コンプレッサーおよび基本コンプレッサーの両方を利用する運転モードを選択的に実行する温度条件では、表２に見られるように、ある実施形態中の全体的な圧縮の十分な量を提供する連結電力の増加が見られる可能性があるが、昇圧コンプレッサーの実行を要求しない運転モードの下で、連結電力の大きさにおいて著しい省力化を実現できる。上記の表２に示すように、よりエネルギー効率のよい基本コンプレッサーを使用できることにより、表２の昇圧コンプレッサーシステムは、−９０°Ｃと−１１０°Ｃのそれぞれの温度で２８５ｋＷおよび４６４ｋＷだけ非昇圧運転モードを扱うための連結電力を低減できた。基本コンプレッサーの連結電力の縮小幅は１８〜３５％の間であった。ただし、上述の特定の実施形態の設定に依存して、コンプレッサーの連結電力の省力化は、３５〜５０％、５０〜６５％、６５〜８５％あるいは８５〜１００％の縮小となる可能性があると予想される。
【００６２】
本開示は以上概説した特定の実施形態との関連によって記述されているものの、多くの代替案、修正および変更が当業者にとって自明であることは明らかである。従って、上述の本開示の好ましい実施形態は、限定的なものではなく、例であることが意図される。様々な変更は、続く特許請求の範囲において要求される発明の趣旨および範囲から外れることなく行い得る。特許請求の範囲は発明の及ぶ範囲を与えるものであって、本明細書に提供される特定の例に限定されるべきではない。
【図１ａ】
2018520306.tif 000005
【図１ｂ】
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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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【国際調査報告】
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