(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスタンクから取出されたＢＯＧを所定圧力に昇圧する圧縮機と、該圧縮機で昇圧されたＢＯＧが導かれる気密の凝縮容器と、該凝縮容器内に収納され容器内のＢＯＧを冷却して液化すると共にその液化ＢＯＧに一部が浸漬される熱交換チューブと、上記凝縮容器の下部に接続され容器内の液化ＢＯＧを下方に導くサイフォン管と、該サイフォン管の下部を気密に覆って設けられ液化ＢＯＧをサイフォン管の出口より高い液位で貯留する受液容器と、該受液容器の下部に接続され内部の液化ＢＯＧを取出す取出管とを備えたことを特徴とする液化ガスタンクのＢＯＧ液化装置。
【請求項２】
上記凝縮容器内のＢＯＧ気相部分と上記受液容器内のＢＯＧ気相部分とを連通する連通管と、該連通管に介設され上記凝縮容器内のＢＯＧ気相部分の圧力を所定値に保つべくその開度が調節される圧力調節弁とを備えた請求項１記載の液化ガスタンクのＢＯＧ液化装置。
【請求項３】
上記熱交換チューブの入口に接続され液化ガスタンクからの液化ガスが供給される供給管と、上記熱交換チューブの出口に接続され熱交換後の液化ガスが排出される排出管と、該排出管と上記受液容器に接続された取出管とを集合する集合管とを備えた請求項１記載の液化ガスタンクのＢＯＧ液化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化ガスタンク内にて発生したＢＯＧ（ボイルオフガス）を液化処理する装置に係り、特に、発生するＢＯＧ量が変動してもその凝縮圧力（温度）を所定値に保てる液化ガスタンクのＢＯＧ液化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＮＧタンク等の液化ガスタンク内にて発生したＢＯＧを液化処理する装置として、液化ガスタンクから取出されたＢＯＧを圧縮機によって所定圧力に昇圧し、昇圧されたＢＯＧを凝縮容器内に導き、導かれたＢＯＧを凝縮容器内の熱交換チューブによって冷却し、液化（凝縮）するようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従前のＢＯＧ液化装置においては、ＢＯＧを冷却液化する熱交換チューブが凝縮容器内にてＢＯＧに対して常に剥き出しの状態となっており、ＢＯＧに対する伝熱面積が常に一定であったため、ＢＯＧの流量が変動した場合にはその凝縮圧力（温度）が変動することが避けられなかった。
【０００４】
すなわち、凝縮容器内に導かれるＢＯＧの流量が設定値より減少した場合、伝熱面積一定の熱交換チューブによって過量のＢＯＧが冷却され、凝縮圧力が下がる。逆に、ＢＯＧの流量が設定値より増加した場合、ＢＯＧは冷却不足となり、凝縮圧力が上がってしまう。
【０００５】
このように、ＢＯＧの流量変動に因って凝縮圧力が変動すると、凝縮容器の下流に接続された液抜出し用のポンプ（遠心式）の吸込圧力が変動し、例えば吸込圧力が下がった場合にはキャビテーションが発生して液化ＢＯＧがガス化する等、ポンプの運転が安定しない問題があった。
【０００６】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、液化ガスタンク内にて発生するＢＯＧの量が変動してもその凝縮圧力（温度）を所定値に保てる液化ガスタンクのＢＯＧ液化装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係る液化ガスタンクのＢＯＧ液化装置は、液化ガスタンクから取出されたＢＯＧを所定圧力に昇圧する圧縮機と、該圧縮機で昇圧されたＢＯＧが導かれる気密の凝縮容器と、該凝縮容器内に収納され容器内のＢＯＧを冷却して液化すると共にその液化ＢＯＧに一部が浸漬される熱交換チューブと、上記凝縮容器の下部に接続され容器内の液化ＢＯＧを下方に導くサイフォン管と、該サイフォン管の下部を気密に覆って設けられ液化ＢＯＧをサイフォン管の出口より高い液位で貯留する受液容器と、該受液容器の下部に接続され内部の液化ＢＯＧを取出す取出管とを備えたものである。
【０００８】
本発明によれば、例えば液化ガスタンク内にて発生するＢＯＧの量がそれまでより減少した場合には、凝縮容器内の熱交換チューブの伝熱面積がそれまでより相対的に大きくなるため、凝縮容器内における凝縮量が増加し、凝縮容器内の圧力が降下する。すると、受液容器内の液化ＢＯＧがサイフォン管を通じて凝縮容器内に吸い上げられ、凝縮容器内の液化ＢＯＧの液位が上昇し、それまで凝縮容器内にて露出していた熱交換チューブの一部が液化ＢＯＧの液面下に沈み、その伝熱面積が減少する。この結果、凝縮容器内の熱交換チューブの伝熱面積が、減少したＢＯＧ量に適合した面積に自動的に減少し、凝縮圧力（温度）が所定値に保たれる。
【０００９】
逆に、液化ガスタンク内にて発生するＢＯＧの量がそれまでより増加した場合には、凝縮容器内の熱交換チューブの伝熱面積がそれまでより相対的に小さくなるため、凝縮容器内における凝縮量が減少し、凝縮容器内の圧力が上昇する。すると、凝縮容器内の液化ＢＯＧがサイフォン管を通じて下方の受液容器に排出され、凝縮容器内の液化ＢＯＧの液位が下降し、それまで凝縮容器内にて液化ＢＯＧに浸漬されていた熱交換チューブの一部が露出し、その伝熱面積が増加する。この結果、凝縮容器内の熱交換チューブの伝熱面積が、増加したＢＯＧ量に適合した面積に自動的に拡大し、凝縮圧力（温度）が所定値に保たれる。
【００１０】
また、上記ＢＯＧ液化装置に、凝縮容器内のＢＯＧ気相部分と上記受液容器内のＢＯＧ気相部分とを連通する連通管と、該連通管に介設され上記凝縮容器内のＢＯＧ気相部分の圧力を所定値に保つべくその開度が調節される圧力調節弁とを更に備えてもよい。こうすれば、圧力調節弁の開度を適宜調節して凝縮容器内のＢＯＧ気相部分の圧力を所定値に保つことにより、前述のようなＢＯＧ量の変動時に凝縮容器内にて変動しようとするＢＯＧの凝縮圧力（温度）が、速やかに且つ正確に所定値に保たれる。
【００１１】
また、上記ＢＯＧ液化装置に、熱交換チューブの入口に接続され液化ガスタンクからの液化ガスが供給される供給管と、上記熱交換チューブの出口に接続され熱交換後の液化ガスが排出される排出管と、該排出管と上記受液容器に接続された取出管とを集合する集合管とを更に備えてもよい。このように、熱交換チューブの冷媒に液化ガスタンクからの液化ガスを使用することにより、冷媒の温度変化が小さくなってＢＯＧの凝縮圧力（温度）が安定する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１３】
図１に示すように、液化ガスタンク１（ＬＮＧタンク）の頂部には、タンク１内で発生したＢＯＧ（ボイルオフガス：気化ガス）を取り出すためのガス取出管２が接続されている。ガス取出管２の中間には、タンク１から取出されたＢＯＧを所定圧力に昇圧する圧縮機３（ピストン式や遠心式など）が介設されている。ガス取出管２の先端には、圧縮機１で昇圧されたＢＯＧが導かれる気密の凝縮容器４が接続されている。
【００１４】
凝縮容器４内には、容器４内のＢＯＧを冷却して液化する熱交換チューブ５が収納されている。熱交換チューブ５は、図１に示すように、上下方向に配置されており、その一部（下部）が容器４内に貯留された液化ＢＯＧ（斜線で示す）に浸漬されている。すなわち、熱交換チューブ５は、凝縮容器４内に導かれたＢＯＧに対する伝熱面積の一部が容器４内に貯留された液化ＢＯＧによって覆われており、液化ＢＯＧの液位の上下に応じて実質的な伝熱面積（液化ＢＯＧの液位より上方の露出部分）が変動するようになっている。なお、熱交換チューブ５は、図例のように上下方向に折り畳まれたものに限られず、例えば、横Ｕ字状に成形されたものを用いてもよい。
【００１５】
熱交換チューブ５は、その下部に入口５ａを有し、上部に出口５ｂを有している。熱交換チューブ５の入口５ａには、液化ガスタンク１内の液化ガス（液化天然ガス）が供給される供給管６が接続されている。供給管６には、液化ガスを圧送するポンプ７（遠心式）が介設されている。熱交換チューブ５の出口５ｂには、熱交換後の液化ガスが液相状態で排出される排出管８が接続されている。すなわち、熱交換チューブ５内を流れる冷媒には、液化ガスタンク１内の液化ガスが用いられている。
【００１６】
凝縮容器４の下部には、容器４内に貯留された液化ＢＯＧを下方に導くサイフォン管９が略鉛直に接続されている。サイフォン管９の下部には、サイフォン管９の出口９ａから流出した液化ＢＯＧ（斜線で示す）を貯留する受液容器１０が、サイフォン管９の下部を気密に覆うようにして設けられている。サイフォン管９の出口９ａは、受液容器１０内に貯留された液化ＢＯＧの液位より下方に位置されている。これにより、受液容器１０内の液化ＢＯＧと凝縮容器４内の液化ＢＯＧとは、サイフォン管９を介して繋がれる。
【００１７】
凝縮容器４の上部のＢＯＧ気相部分と受液容器１０の上部のＢＯＧ気相部分とは、連通管１１を介して連通されている。連通管１１には、管路断面積を調節することにより凝縮容器４内のＢＯＧ気相部分の圧力を所定値に保つ圧力調節弁１２が介設されている。圧力調節弁１２の開度は、圧力制御器１３によって適宜調節される。圧力制御器１３は、凝縮容器４内のＢＯＧ気相部分の圧力を検出し、その検出値に基づいて凝縮容器４内のＢＯＧ気相部分を所定圧力に保つべく、圧力調節弁１２の開度を調節するものである。
【００１８】
受液容器１０の下部には、内部の液化ＢＯＧを取出す取出管１４が接続されている。取出管１４の中間には、受液容器１０内の液化ＢＯＧを払い出すためのポンプ１５（遠心式）が介設されている。取出管１４の先端と上記熱交換チューブ５の出口５ｂに接続された排出管８の先端とは、集合管１６によって集合されている。これにより、取出管１４内を流れる液化ＢＯＧ（液化天然ガス）と排出管８内を流れる液化ガス（液化天然ガス）とは、集合管１６によって液相状態で集合されて混合される。
【００１９】
集合管１６内を流れる液化ＢＯＧと液化ガスとの混合液化ガス（液化天然ガス）は、集合管１６に介設されたポンプ１７（遠心式）で圧送されて気化器１８に導かれ、気化器１８内で気化されてガス（天然ガス）となる。気化器１８内で生成されたガス（天然ガス）は、供給管１９を通じて下流側の消費系に供給される。
【００２０】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２１】
図１において、液化ガスタンク１内にて発生したＢＯＧは、圧縮機３で所定圧力まで昇圧された後に凝縮容器４内に導かれ、熱交換チューブ５で冷却されて液化（凝縮）され、液化ＢＯＧとして凝縮容器４内に貯留される。凝縮容器４内の液化ＢＯＧは、サイフォン管９を通じて下方の受液容器１０に導かれ、受液容器１０に貯留される。
【００２２】
このとき、圧力調節弁１２が、凝縮容器４内のＢＯＧ気相部分の圧力を所定値に保つように連通管１１の管路断面積を調節（ 0〜100 ％）するため、凝縮容器４内の液化ＢＯＧは、その全てが受液容器１０側に落下することはなく、一部が凝縮容器４内に貯留された状態となる。よって、凝縮容器４内の熱交換チューブ５は、その一部（下部）が凝縮容器４内に貯留された液化ＢＯＧに浸漬され、凝縮容器４内に導かれたＢＯＧに対する実質的な伝熱面積が液化ＢＯＧの液面より上方に露出した部分となる。
【００２３】
ここで、何等かの原因によって液化ガスタンク１内にて発生するＢＯＧの量がそれまで（図１の状態）より減少した場合には、凝縮容器４内の熱交換チューブ５の伝熱面積がそれまでより相対的に大きくなるため、凝縮容器４内における凝縮量が増加し、凝縮容器４内の圧力が降下する。すると、図２(a) に示すように、受液容器１０内の液化ＢＯＧがサイフォン管９を通じて凝縮容器４内に吸い上げられ、凝縮容器４内の液化ＢＯＧの液位が上昇し、それまで凝縮容器４内にて露出していた熱交換チューブ５の一部が液化ＢＯＧの液面下に沈む。
【００２４】
この結果、凝縮容器４内のＢＯＧに対する熱交換チューブ５の伝熱面積（液化ＢＯＧの液面より上方に露出した部分の面積）が、減少したＢＯＧ量に適合した面積に自動的に減少し、凝縮圧力（温度）が所定値に保たれる。また、このとき圧力調節弁１２の開度が適宜調節されて凝縮容器４内のＢＯＧ気相部分の圧力が所定値に保たれるので、ＢＯＧ量の変動時に凝縮容器４内にて変動しようとするＢＯＧ凝縮圧力（温度）が、速やかに且つ正確に所定値に保たれる。
【００２５】
逆に、液化ガスタンク１内にて発生するＢＯＧの量がそれまで（図１の状態）より増加した場合には、凝縮容器４内の熱交換チューブ５の伝熱面積がそれまでより相対的に小さくなるため、凝縮容器４内における凝縮量が減少し、凝縮容器４内の圧力が上昇する。すると、図２(b) に示すように、凝縮容器４内の液化ＢＯＧがサイフォン管９を通じて下方の受液容器１０に排出され、凝縮容器４内の液化ＢＯＧの液位が下降し、それまで凝縮容器４内にて液化ＢＯＧに浸漬されていた熱交換チューブ５の一部が露出する。
【００２６】
この結果、凝縮容器４内のＢＯＧに対する熱交換チューブ５の伝熱面積（液化ＢＯＧの液面より上方に露出した部分の面積）が、増加したＢＯＧ量に適合した面積に自動的に拡大し、凝縮圧力（温度）が所定値に保たれる。また、このとき圧力調節弁１２の開度が適宜調節されて凝縮容器５内のＢＯＧ気相部分の圧力が所定値に保たれるので、ＢＯＧ量の変動時に凝縮容器４内にて変動しようとするＢＯＧ凝縮圧力（温度）が、速やかに且つ正確に所定値に保たれる。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、液化ガスタンク１内にて発生するＢＯＧ量が変化した場合であっても、その凝縮圧力（温度）を略一定に保てるので、安定した液化ガスを取出管１４の払出ポンプ１５に供給することができ、キャビテーションの発生等の不安定現象を防止できる。また、本実施形態においては、ＢＯＧを凝縮液化する熱交換チューブ５の冷媒に、液化ガスタンク１からの液化ガスを使用しているので、冷媒の温度変化が小さくなり、これによってもＢＯＧの凝縮圧力（温度）が安定する。
【００２８】
また、本実施形態に係るＢＯＧ液化装置は、凝縮容器４と受液容器１０とをサイフォン管９を介して上下二段に重ねて構成されているのでコンパクトとなり、実際のプラントに配置する際の設置面積が小さくなる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る液化ガスタンクのＢＯＧ液化装置によれば、液化ガスタンク内にて発生するＢＯＧの量が変動した場合であってもその凝縮圧力（温度）を所定値に保つことができる。よって、安定した液化ガスを払出ポンプに供給でき、キャビテーション等の不安定現象を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す液化ガスタンクのＢＯＧ液化装置の説明図である。
【図２】上記ＢＯＧ液化装置の作動を示す説明図である。
【符号の説明】
１  液化ガスタンク
３  圧縮機
４  凝縮容器
５  熱交換チューブ
５ａ  熱交換チューブの入口
５ｂ  熱交換チューブの出口
６  供給管
８  排出管
９  サイフォン管
１０  受液容器
１１  連通管
１２  圧力調節弁
１４  取出管
１６  集合管
【図１】
0004296616.tif 000002
【図２】
0004296616.tif 000003