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JP7022245B1 - Compressor unit and control method of compressor unit - Google Patents

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JP7022245B1
JP7022245B1 JP2021129165A JP2021129165A JP7022245B1 JP 7022245 B1 JP7022245 B1 JP 7022245B1 JP 2021129165 A JP2021129165 A JP 2021129165A JP 2021129165 A JP2021129165 A JP 2021129165A JP 7022245 B1 JP7022245 B1 JP 7022245B1
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Abstract

【課題】貯槽から圧縮機ユニットに低温のガスが流入した場合に、貯槽側流路における圧力の上昇を抑制する。【解決手段】圧縮機ユニット100は、貯槽101からの対象ガスを順次昇圧する往復動式の圧縮ステージ201~206と、少なくとも最初の圧縮ステージ201をバイパスするバイパス流路301と、バイパス流路301に設けられたバイパス弁311と、貯槽接続流路111に設けられた上流圧力センサ401及び温度センサ403と、バイパス流路301の入口側端部322が接続される流路に設けられた下流圧力センサ402と、下流圧力センサ402の検出圧力P2を設定圧力PS1に近づくようにバイパス弁311の開度を制御する開度調整部441と、温度センサ403の検出温度T1が低下すると設定圧力PS1を高くする設定圧変更部431と、を備えた圧縮機ユニット。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an increase in pressure in a flow path on a storage tank side when a low temperature gas flows into a compressor unit from a storage tank. SOLUTION: A compressor unit 100 has a reciprocating type compression stages 201 to 206 for sequentially boosting a target gas from a storage tank 101, a bypass flow path 301 for bypassing at least the first compression stage 201, and a bypass flow path 301. The downstream pressure provided in the flow path to which the bypass valve 311 provided in the above, the upstream pressure sensor 401 and the temperature sensor 403 provided in the storage tank connecting flow path 111, and the inlet side end portion 322 of the bypass flow path 301 are connected. The sensor 402, the opening adjustment unit 441 that controls the opening degree of the bypass valve 311 so that the detection pressure P2 of the downstream pressure sensor 402 approaches the set pressure PS1, and the set pressure PS1 when the detection temperature T1 of the temperature sensor 403 drops. A compressor unit equipped with a set pressure changing unit 431 to be raised. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、圧縮機ユニット及び圧縮機ユニットの制御方法に関する。 The present invention relates to a compressor unit and a method for controlling the compressor unit.

LNG運搬船に設置されて、貯槽内のLNG(Liquified Natural Gas:液化天然ガス)から発生したボイルオフガスを昇圧して、エンジン等の需要先に供給する圧縮機ユニットが知られている。特許文献1には、複数の圧縮機と、吸込側流路と吐出側流路とを繋ぐバイパス流路と、バイパス流路に設けられた調整弁と、調整弁を開度制御する制御部と、吐出側流路に設けられた圧力計と、を備えた圧縮機ユニットが開示されている。特許文献1の圧縮機ユニットでは、吐出側流路の圧力と目標圧力との圧力差に応じて設定された指令値によって、バイパス流路の調整弁の開度が制御される。また、特許文献2及び特許文献3にも、圧縮ステージをバイパスするように設けられたバイパス流路と、バイパス流路に設けられたバイパス弁と、バイパス弁の開度を調節する制御装置とを備えた圧縮機ユニットが開示されている。 A compressor unit installed on an LNG carrier that boosts boil-off gas generated from LNG (liquefied natural gas) in a storage tank and supplies it to a demand destination such as an engine is known. Patent Document 1 describes a plurality of compressors, a bypass flow path connecting a suction side flow path and a discharge side flow path, an adjustment valve provided in the bypass flow path, and a control unit for controlling the opening degree of the adjustment valve. , A compressor unit including a pressure gauge provided in the discharge side flow path is disclosed. In the compressor unit of Patent Document 1, the opening degree of the adjusting valve of the bypass flow path is controlled by the command value set according to the pressure difference between the pressure of the discharge side flow path and the target pressure. Further, in Patent Document 2 and Patent Document 3, a bypass flow path provided so as to bypass the compression stage, a bypass valve provided in the bypass flow path, and a control device for adjusting the opening degree of the bypass valve are provided. The compressor unit provided is disclosed.

特開2017-129112号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-129112 特許第6294243号公報Japanese Patent No. 6294243 特開2018-103954号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-103954

ところで、特許文献1ないし3の圧縮機ユニットでは、第1圧縮ステージを跨ぐバイパス流路が設けられている。このような圧縮機ユニットでは、第1圧縮ステージの吐出側の圧力が設定圧力となるように、当該バイパス流路上のバイパス弁の開度を制御することがある。当該設定圧力は、第1圧縮ステージの圧縮比とそれ以外の圧縮ステージの圧縮比との間のバランスを考慮して設定される。 By the way, in the compressor units of Patent Documents 1 to 3, a bypass flow path straddling the first compression stage is provided. In such a compressor unit, the opening degree of the bypass valve on the bypass flow path may be controlled so that the pressure on the discharge side of the first compression stage becomes the set pressure. The set pressure is set in consideration of the balance between the compression ratio of the first compression stage and the compression ratio of the other compression stages.

一方、上記設定圧力は、圧縮機ユニットが定常運転時に通常想定されるボイルオフガスの吸入温度(例えば、40℃)を考慮して設定される。しかしながら、ボイルオフガスの温度は変動することがあり、上記温度よりも低い温度のボイルオフガスを第1圧縮ステージが吸入することもある。 On the other hand, the set pressure is set in consideration of the intake temperature of the boil-off gas (for example, 40 ° C.) normally assumed when the compressor unit is in steady operation. However, the temperature of the boil-off gas may fluctuate, and the boil-off gas having a temperature lower than the above temperature may be sucked by the first compression stage.

一般に、ボイルオフガスの温度が低下すると、ガス密度が高くなることから第1圧縮ステージの処理量が増大する。この場合、設定圧力が上述した通常想定されるボイルオフガスの吸入温度に基づいて設定されていると、バイパス流路を介して戻されるガスの流量が増加し易くなり、貯槽側の流路において圧力が上昇する虞がある。 Generally, when the temperature of the boil-off gas decreases, the gas density increases, so that the processing amount of the first compression stage increases. In this case, if the set pressure is set based on the above-mentioned normally assumed suction temperature of the boil-off gas, the flow rate of the gas returned through the bypass flow path tends to increase, and the pressure in the flow path on the storage tank side tends to increase. May rise.

そこで本発明は、貯槽から圧縮機ユニットに低温のガスが流入した場合に、貯槽側の流路における圧力の上昇を抑制することにある。 Therefore, the present invention is to suppress an increase in pressure in the flow path on the storage tank side when a low-temperature gas flows from the storage tank into the compressor unit.

本開示における圧縮機ユニットは船舶内に設置されており、前記船舶のLNG貯槽からボイルオフガスである対象ガスを回収して少なくとも一部を需要先に供給する圧縮機ユニットである。この圧縮機ユニットは、対象ガスを順次昇圧する往復動式の複数の圧縮ステージと、各圧縮ステージのピストンを駆動するクランク機構と、少なくとも最初の圧縮ステージをバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路上に設けられたバイパス弁と、前記LNG貯槽と前記最初の圧縮ステージとを接続する貯槽接続流路に設けられた上流圧力センサと、前記貯槽接続流路に設けられた温度センサと、前記貯槽接続流路よりも下流側の流路であって前記バイパス流路の入口側端部が接続される流路に設けられた下流圧力センサと、前記下流圧力センサの検出圧力が所定の設定圧力となるように前記バイパス弁の開度を制御する開度調整部と、前記温度センサの検出温度が低下すると前記設定圧力を高くする設定圧変更部と、を備える。 The compressor unit in the present disclosure is installed in a ship, and is a compressor unit that recovers a target gas, which is a boil-off gas, from the LNG storage tank of the ship and supplies at least a part of the target gas to a demand destination. This compressor unit includes a plurality of reciprocating compression stages that sequentially boost the target gas, a crank mechanism that drives the piston of each compression stage, a bypass flow path that bypasses at least the first compression stage, and the bypass flow. A bypass valve provided on the road, an upstream pressure sensor provided in the storage tank connection flow path connecting the LNG storage tank and the first compression stage, a temperature sensor provided in the storage tank connection flow path, and the storage tank. A downstream pressure sensor provided in a flow path downstream of the connection flow path to which the inlet side end of the bypass flow path is connected, and a predetermined pressure detected by the downstream pressure sensor. It is provided with an opening degree adjusting unit for controlling the opening degree of the bypass valve, and a set pressure changing unit for increasing the set pressure when the detection temperature of the temperature sensor decreases.

このように構成された圧縮機ユニットでは、LNG貯槽から圧縮機ユニットに流入する対象ガスの温度が低下した場合には、設定圧変更部によって、設定圧力が、より高い圧力に変更される。そして、より高い圧力に変更された設定圧力を下流圧力センサの検出圧力の目標圧力として、開度調整部によってバイパス弁の開度調整が行われる。このため、対象ガスは、バイパス流路を通じて吐出側流路から貯槽接続流路に戻され難くなるため、貯槽接続流路に戻る対象ガスの流量の増加を抑制できる。この結果、流入する対象ガスの温度が低くなった場合に、貯槽接続流路の圧力が高くなることを抑制できる。 In the compressor unit configured in this way, when the temperature of the target gas flowing into the compressor unit from the LNG storage tank drops, the set pressure change unit changes the set pressure to a higher pressure. Then, the opening degree of the bypass valve is adjusted by the opening degree adjusting unit with the set pressure changed to a higher pressure as the target pressure of the detected pressure of the downstream pressure sensor. Therefore, it is difficult for the target gas to be returned from the discharge side flow path to the storage tank connection flow path through the bypass flow path, so that an increase in the flow rate of the target gas returning to the storage tank connection flow path can be suppressed. As a result, when the temperature of the inflowing target gas becomes low, it is possible to prevent the pressure in the storage tank connecting flow path from increasing.

前記設定圧変更部は、前記温度センサの検出温度が所定温度以下となった場合には、前記設定圧力を前記所定温度に対応する設定圧力のまま維持してもよい。 When the detection temperature of the temperature sensor becomes equal to or lower than the predetermined temperature, the set pressure changing unit may maintain the set pressure as the set pressure corresponding to the predetermined temperature.

この態様では、設定圧変更部における設定圧力を変更するための温度に、下限となる所定温度が設定されている。このため、設定圧力は所定温度に対応した圧力よりも高くならないので、設定圧力が上がり過ぎることを抑制できる。これにより、圧縮機ユニットの動力の増加を抑制することができる。 In this embodiment, a predetermined lower limit is set as the temperature for changing the set pressure in the set pressure changing unit. Therefore, since the set pressure does not become higher than the pressure corresponding to the predetermined temperature, it is possible to prevent the set pressure from rising too much. As a result, it is possible to suppress an increase in the power of the compressor unit.

前記設定圧変更部は、前記上流圧力センサの検出圧力の上昇に従って前記設定圧力を高くしてもよい。 The set pressure changing unit may increase the set pressure as the detection pressure of the upstream pressure sensor rises.

この態様では、ボイルオフガスの発生量の増加等によって、貯槽接続流路の圧力が上昇した場合に、設定圧力がより高い圧力に変更される。これにより、バイパス流路を通じて吐出側流路から貯槽接続流路に戻される対象ガスの流量を抑制できる。したがって、貯槽接続流路の圧力上昇の抑制に寄与する。 In this aspect, when the pressure in the storage tank connecting flow path rises due to an increase in the amount of boil-off gas generated or the like, the set pressure is changed to a higher pressure. As a result, the flow rate of the target gas returned from the discharge side flow path to the storage tank connection flow path through the bypass flow path can be suppressed. Therefore, it contributes to the suppression of the pressure increase in the storage tank connection flow path.

前記バイパス流路の前記入口側端部が接続される前記流路に設けられ、作動圧力が一定値に設定された安全弁をさらに備え、前記設定圧変更部は、前記設定圧力について前記安全弁の作動圧力よりも所定値だけ低い上限圧力を設定してもよい。 A safety valve provided in the flow path to which the inlet side end of the bypass flow path is connected and whose operating pressure is set to a constant value is further provided, and the set pressure changing unit operates the safety valve with respect to the set pressure. An upper limit pressure that is a predetermined value lower than the pressure may be set.

この態様では、設定圧変更部が設定圧力に上限圧力を設定して、第2圧力センサの目標圧力となる設定圧力が、安全弁の作動圧力に近づきすぎないようにする。これにより、圧縮ステージからの吐出量が変動する場合でも、安全弁が設けられた流路の圧力が瞬間的に作動圧力に達してしまうことが防止できる。すなわち、意図しない安全弁の作動を防止することができる。 In this embodiment, the set pressure changing unit sets an upper limit pressure to the set pressure so that the set pressure, which is the target pressure of the second pressure sensor, does not come too close to the operating pressure of the safety valve. This makes it possible to prevent the pressure in the flow path provided with the safety valve from momentarily reaching the operating pressure even when the discharge amount from the compression stage fluctuates. That is, it is possible to prevent an unintended operation of the safety valve.

前記温度センサは、前記貯槽接続流路において前記バイパス流路の出口側端部と前記最初の圧縮ステージとの間に設けられてもよい。 The temperature sensor may be provided between the outlet side end of the bypass flow path and the first compression stage in the storage tank connection flow path.

この態様では、最初の圧縮ステージの吸込口により近い位置に設けられた温度センサにより、最初の圧縮ステージに流入する対象ガスの温度を正確に検出できる。 In this embodiment, the temperature sensor provided at a position closer to the suction port of the first compression stage can accurately detect the temperature of the target gas flowing into the first compression stage.

本発明に係る圧縮機ユニットの制御方法は、船舶内に設置されて前記船舶のLNG貯槽からボイルオフガスである対象ガスを回収して少なくとも一部を需要先に供給する圧縮機ユニットの制御方法である。前記圧縮機ユニットは、対象ガスを順次昇圧する往復動式の複数の圧縮ステージと、少なくとも最初の圧縮ステージをバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、前記LNG貯槽と前記最初の圧縮ステージとを接続する貯槽接続流路と、を備える。前記圧縮機ユニットの制御方法は、前記貯槽接続流路を流れる対象ガスの圧力を上流圧力センサによって検出し、前記貯槽接続流路を流れる対象ガスの温度を温度センサによって検出し、前記貯槽接続流路よりも下流側の流路であって前記バイパス流路の入口側端部が接続された流路を流れる対象ガスの圧力を下流圧力センサによって検出し、前記下流圧力センサの検出圧力が所定の設定圧力になるように前記バイパス弁の開度を調整し、前記温度センサの検出温度が低下すると前記設定圧力を高くする。 The method for controlling the compressor unit according to the present invention is a method for controlling a compressor unit installed in a ship and recovering a target gas which is a boil-off gas from the LNG storage tank of the ship and supplying at least a part of the target gas to a demand destination. be. The compressor unit includes a plurality of reciprocating compression stages that sequentially boost the target gas, a bypass flow path that bypasses at least the first compression stage, a bypass valve provided in the bypass flow path, and the LNG storage tank. It is provided with a storage tank connection flow path for connecting the first compression stage and the first compression stage. In the control method of the compressor unit, the pressure of the target gas flowing through the storage tank connection flow path is detected by an upstream pressure sensor, the temperature of the target gas flowing through the storage tank connection flow path is detected by a temperature sensor, and the storage tank connection flow is detected. The pressure of the target gas flowing through the flow path on the downstream side of the path to which the inlet side end of the bypass flow path is connected is detected by the downstream pressure sensor, and the detection pressure of the downstream pressure sensor is predetermined. The opening degree of the bypass valve is adjusted so as to reach the set pressure, and when the detection temperature of the temperature sensor decreases, the set pressure is increased.

本開示における圧縮機ユニットによれば、貯槽から圧縮機ユニットに、ガス密度の高い低温のガスが流入した場合に、貯槽側の流路における圧力の増加を抑制できる。 According to the compressor unit in the present disclosure, when a low-temperature gas having a high gas density flows into the compressor unit from the storage tank, it is possible to suppress an increase in pressure in the flow path on the storage tank side.

第1実施形態に係る圧縮機ユニットの概略の構成図である。It is a schematic block diagram of the compressor unit which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る圧縮機ユニットにおける上流圧力センサの検出圧力と設定圧力の関係を概略的に示す関係図である。It is a relationship diagram which shows the relationship between the detected pressure of the upstream pressure sensor and the set pressure in the compressor unit which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るコントローラの制御方法を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows schematic | control method of the controller which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る圧縮機ユニットの一部を示す構成図である。It is a block diagram which shows a part of the compressor unit which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る圧縮機ユニットにおける上流圧力センサの検出圧力と設定圧力の関係を概略的に示す関係図である。It is a relationship diagram which shows the relationship between the detected pressure of the upstream pressure sensor and the set pressure in the compressor unit which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る圧縮機ユニットの概略の構成図である。It is a schematic block diagram of the compressor unit which concerns on 3rd Embodiment.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る圧縮機ユニット100の概略の構成図である。図1を参照して、圧縮機ユニット100について説明する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the compressor unit 100 according to the first embodiment. The compressor unit 100 will be described with reference to FIG.

圧縮機ユニット100は、LNG(Liquefied Natural Gas:液化天然ガス)が貯留された貯槽101を有している船舶(図示せず)に設置されている。圧縮機ユニット100は、貯槽101内で生じたボイルオフガスである対象ガスを回収して、例えば約300barGまで昇圧し、昇圧された対象ガスを所定の需要先600へ供給するように構成されている。以下の説明において、対象ガスの流れ方向を基準に「上流」及び「下流」の用語が用いられる。 The compressor unit 100 is installed on a ship (not shown) having a storage tank 101 in which LNG (Liquefied Natural Gas) is stored. The compressor unit 100 is configured to recover the target gas, which is the boil-off gas generated in the storage tank 101, boost the pressure to, for example, about 300 barG, and supply the boosted target gas to a predetermined demand destination 600. .. In the following description, the terms "upstream" and "downstream" are used with respect to the flow direction of the target gas.

圧縮機ユニット100は、貯槽101から需要先600に向けて対象ガスが流れるガス流路110と、対象ガスを順次昇圧する複数の圧縮ステージ(第1圧縮ステージ201~第6圧縮ステージ206)と、各圧縮ステージ201~206を駆動するための駆動部(図示省略)と、を備えている。ガス流路110には、2つの第1圧縮ステージ201が設けられており、2つの第1圧縮ステージ201よりも下流側に、第2~第6圧縮ステージ202~206が順次設けられている。 The compressor unit 100 includes a gas flow path 110 through which a target gas flows from a storage tank 101 toward a demand destination 600, a plurality of compression stages (first compression stage 201 to sixth compression stage 206) for sequentially boosting the target gas, and a plurality of compression stages (first compression stage 201 to sixth compression stage 206). A drive unit (not shown) for driving each compression stage 201 to 206 is provided. The gas flow path 110 is provided with two first compression stages 201, and second to sixth compression stages 202 to 206 are sequentially provided on the downstream side of the two first compression stages 201.

駆動部は、駆動源(モータやエンジンなど)と、駆動源の動力を第1圧縮ステージ201~第6圧縮ステージ206に伝えるクランク機構とを備えている。クランク機構は、第1圧縮ステージ201~第6圧縮ステージ206のピストンロッドにそれぞれ接続された複数のクロスヘッドを有している。クランク機構は、クランクシャフトの回転をクロスヘッドの往復動に変えることにより、ピストンロッド及びピストンロッドの先端に接続されたピストンを往復動させるように構成されている。第1圧縮ステージ201~第6圧縮ステージ206はそれぞれ、往復動式である。 The drive unit includes a drive source (motor, engine, etc.) and a crank mechanism that transmits the power of the drive source to the first compression stage 201 to the sixth compression stage 206. The crank mechanism has a plurality of crossheads connected to the piston rods of the first compression stage 201 to the sixth compression stage 206, respectively. The crank mechanism is configured to reciprocate the piston rod and the piston connected to the tip of the piston rod by changing the rotation of the crankshaft into the reciprocating movement of the crosshead. The first compression stage 201 to the sixth compression stage 206 are reciprocating type, respectively.

第1圧縮ステージ201~第6圧縮ステージ206はそれぞれ、シリンダ部と、シリンダ部内に収容されたピストンと、ピストンに取り付けられたピストンリングと、ピストンから延設されクランク機構に接続されたピストンロッドとを備えている(図示省略)。シリンダ部には、ロッドパッキンが設けられている。第1圧縮ステージ201~第5圧縮ステージ205は、ピストンリング及びロッドパッキンに潤滑油が供給されない無給油式の圧縮ステージであり、第6圧縮ステージ206は、ピストンリング及びロッドパッキンに潤滑油が供給される給油式の圧縮ステージである。 The first compression stage 201 to the sixth compression stage 206 are a cylinder portion, a piston housed in the cylinder portion, a piston ring attached to the piston, and a piston rod extending from the piston and connected to the crank mechanism, respectively. (Not shown). A rod packing is provided on the cylinder portion. The first compression stage 201 to the fifth compression stage 205 are oil-free compression stages in which lubricating oil is not supplied to the piston ring and rod packing, and the sixth compression stage 206 supplies lubricating oil to the piston ring and rod packing. It is a refueling type compression stage.

ガス流路110は、貯槽101から対象ガスが流入する貯槽接続流路111と、複数の圧縮ステージ201~206間の複数のステージ接続流路112~116と、需要先600に対象ガスを供給する需要先供給流路117と、を含んでいる。 The gas flow path 110 supplies the target gas to the storage tank connection flow path 111 into which the target gas flows from the storage tank 101, the plurality of stage connection flow paths 112 to 116 between the plurality of compression stages 201 to 206, and the demand destination 600. The demand destination supply channel 117 and the like are included.

貯槽接続流路111は、貯槽101の上部に接続されるとともに、二股に分かれて2つの第1圧縮ステージ201に接続されている。すなわち、2つの第1圧縮ステージ201は、互いに並列となるように構成されている。 The storage tank connection flow path 111 is connected to the upper part of the storage tank 101 and is bifurcated and connected to two first compression stages 201. That is, the two first compression stages 201 are configured to be parallel to each other.

ステージ接続流路112は、2つの第1圧縮ステージ201から第2圧縮ステージ202へ対象ガスを流すように構成されている。すなわち、ステージ接続流路112は、2つの第1圧縮ステージ201から延設されるとともに1つの流路に合流して第2圧縮ステージ202に接続されている。 The stage connection flow path 112 is configured to flow the target gas from the two first compression stages 201 to the second compression stage 202. That is, the stage connection flow path 112 extends from the two first compression stages 201 and joins one flow path to be connected to the second compression stage 202.

ステージ接続流路113は、第2圧縮ステージ202と第3圧縮ステージ203とを接続している。ステージ接続流路114は、第3圧縮ステージ203と第4圧縮ステージ204とを接続している。ステージ接続流路115は、第4圧縮ステージ204と第5圧縮ステージ205とを接続している。ステージ接続流路116は、第5圧縮ステージ205と第6圧縮ステージ206とを接続している。 The stage connection flow path 113 connects the second compression stage 202 and the third compression stage 203. The stage connection flow path 114 connects the third compression stage 203 and the fourth compression stage 204. The stage connection flow path 115 connects the fourth compression stage 204 and the fifth compression stage 205. The stage connection flow path 116 connects the fifth compression stage 205 and the sixth compression stage 206.

ステージ接続流路116には、第5圧縮ステージ205から第6圧縮ステージ206への対象ガスの流通を開閉するための開閉弁352と、第6圧縮ステージ206から第5圧縮ステージ205への対象ガスの逆流を防止するための中間逆止弁353と、が設けられている。中間逆止弁353は、開閉弁352と第6圧縮ステージ206との間に配置されている。 The stage connection flow path 116 includes an on-off valve 352 for opening and closing the flow of the target gas from the fifth compression stage 205 to the sixth compression stage 206, and a target gas from the sixth compression stage 206 to the fifth compression stage 205. An intermediate check valve 353 and an intermediate check valve 353 are provided to prevent backflow. The intermediate check valve 353 is arranged between the on-off valve 352 and the sixth compression stage 206.

需要先供給流路117は、第6圧縮ステージ206と需要先600とを接続している。需要先供給流路117には、需要先600から第6圧縮ステージ206への対象ガスの逆流を防止する逆止弁354と、余剰分の対象ガスを燃焼設備500に導出するための排出流路118が接続されている。排出流路118には、燃焼設備500への対象ガスの流通を開閉するための排出弁355が設けられている。 The demand destination supply flow path 117 connects the sixth compression stage 206 and the demand destination 600. The demand destination supply flow path 117 includes a check valve 354 that prevents the backflow of the target gas from the demand destination 600 to the sixth compression stage 206, and a discharge flow path for leading the surplus target gas to the combustion equipment 500. 118 is connected. The discharge flow path 118 is provided with a discharge valve 355 for opening and closing the flow of the target gas to the combustion equipment 500.

複数のステージ接続流路112~116及び需要先供給流路117には、複数のクーラ212~216が設けられている。複数のクーラ212~216はそれぞれ、対象ガスを、対象ガスよりも低温の冷却水と熱交換するように構成されている。 A plurality of coolers 212 to 216 are provided in the plurality of stage connection flow paths 112 to 116 and the demand destination supply flow path 117. Each of the plurality of coolers 212 to 216 is configured to exchange heat with the cooling water having a temperature lower than that of the target gas.

クーラ212は、第2圧縮ステージ202から吐出された対象ガスを冷却するように、ステージ接続流路113に設けられている。クーラ213は、第3圧縮ステージ203から吐出された対象ガスを冷却するように、ステージ接続流路114に設けられている。クーラ214は、第4圧縮ステージ204から吐出された対象ガスを冷却するように、ステージ接続流路115に設けられている。クーラ215は、第5圧縮ステージ205から吐出された対象ガスを冷却するように、ステージ接続流路116における開閉弁352の上流側に設けられている。クーラ216は、第6圧縮ステージ206から吐出された対象ガスを冷却するように、需要先供給流路117における逆止弁354の上流側に設けられている。 The cooler 212 is provided in the stage connection flow path 113 so as to cool the target gas discharged from the second compression stage 202. The cooler 213 is provided in the stage connection flow path 114 so as to cool the target gas discharged from the third compression stage 203. The cooler 214 is provided in the stage connection flow path 115 so as to cool the target gas discharged from the fourth compression stage 204. The cooler 215 is provided on the upstream side of the on-off valve 352 in the stage connection flow path 116 so as to cool the target gas discharged from the fifth compression stage 205. The cooler 216 is provided on the upstream side of the check valve 354 in the demand destination supply flow path 117 so as to cool the target gas discharged from the sixth compression stage 206.

圧縮機ユニット100はさらに、下流側から上流側に対象ガスを戻すためのバイパス流路301~304と、対象ガスを再液化して貯槽101に戻すための再液化ライン119と、を備えている。 The compressor unit 100 further includes bypass flow paths 301 to 304 for returning the target gas from the downstream side to the upstream side, and a reliquefaction line 119 for reliquefying the target gas and returning it to the storage tank 101. ..

バイパス流路301は、ステージ接続流路113に接続された入口側端部322から貯槽接続流路111に接続された出口側端部321に延びて形成されている。入口側端部322は、貯槽接続流路111におけるクーラ212よりも下流側に配置されている。すなわち、バイパス流路301は、第1圧縮ステージ201及び第2圧縮ステージ202をバイパスするようにして、ステージ接続流路113と貯槽接続流路111とを接続している。 The bypass flow path 301 is formed so as to extend from the inlet side end portion 322 connected to the stage connection flow path 113 to the outlet side end portion 321 connected to the storage tank connection flow path 111. The inlet side end portion 322 is arranged on the downstream side of the cooler 212 in the storage tank connection flow path 111. That is, the bypass flow path 301 connects the stage connection flow path 113 and the storage tank connection flow path 111 so as to bypass the first compression stage 201 and the second compression stage 202.

同様に、バイパス流路302は、ステージ接続流路114に接続された入口側端部からステージ接続流路113に接続された出口側端部に延びて形成されており、第3圧縮ステージ203をバイパスしている。バイパス流路303は、ステージ接続流路116に接続された入口側端部からステージ接続流路114に接続された出口側端部に延びて形成されており、第4圧縮ステージ204及び第5圧縮ステージ205をバイパスしている。バイパス流路304は、需要先供給流路117に接続された入口側端部からステージ接続流路116に接続された出口側端部に延びて形成されており、第6圧縮ステージ206をバイパスしている。 Similarly, the bypass flow path 302 is formed so as to extend from the inlet side end connected to the stage connection flow path 114 to the outlet side end connected to the stage connection flow path 113, and the third compression stage 203 is formed. Bypassing. The bypass flow path 303 is formed so as to extend from the inlet side end connected to the stage connection flow path 116 to the outlet side end connected to the stage connection flow path 114, and is formed in the fourth compression stage 204 and the fifth compression. Bypassing stage 205. The bypass flow path 304 extends from the inlet side end connected to the demand destination supply flow path 117 to the outlet side end connected to the stage connection flow path 116, and bypasses the sixth compression stage 206. ing.

バイパス流路301~304にはそれぞれ、バイパス弁311~314が設けられている。バイパス弁311~314は、バイパス流路301~304の入口側端部における対象ガスの検出圧力が、所定の目標圧力である設定圧力となるように後述のコントローラ420から信号を受けて開度が調整されるように構成されている。 Bypass valves 311 to 314 are provided in the bypass flow paths 301 to 304, respectively. The bypass valves 311 to 314 receive a signal from the controller 420 described later so that the detected pressure of the target gas at the inlet side end of the bypass flow paths 301 to 304 becomes a set pressure which is a predetermined target pressure, and the opening degree is increased. It is configured to be adjusted.

再液化ライン119は、ステージ接続流路116における中間逆止弁353の上流側に接続された入口側端部から、図略の液化設備(例えば、熱交換器など)に向けて延びて形成されている。 The reliquefaction line 119 is formed so as to extend from the inlet side end connected to the upstream side of the intermediate check valve 353 in the stage connection flow path 116 toward the liquefaction facility (for example, heat exchanger) shown in the figure. ing.

圧縮機ユニット100は、上流圧力センサ401及び温度センサ403と、下流圧力センサ402として機能する第2圧力センサ412と、第3~第6圧力センサ413~416と、コントローラ420と、を備えている。 The compressor unit 100 includes an upstream pressure sensor 401 and a temperature sensor 403, a second pressure sensor 412 functioning as a downstream pressure sensor 402, a third to sixth pressure sensors 413 to 416, and a controller 420. ..

上流圧力センサ401及び温度センサ403は、第1圧縮ステージ201の吸込側流路の対象ガスの圧力及び温度を検出するために、貯槽接続流路111においてバイパス流路301の出口側端部321と第1圧縮ステージ201との間に配置されている。 The upstream pressure sensor 401 and the temperature sensor 403 together with the outlet side end portion 321 of the bypass flow path 301 in the storage tank connection flow path 111 in order to detect the pressure and temperature of the target gas in the suction side flow path of the first compression stage 201. It is arranged between the first compression stage 201 and the first compression stage 201.

第2圧力センサ412(下流圧力センサ402)は、第2圧縮ステージ202の吐出側流路のガス圧力、すなわちバイパス流路301の入口側端部322のガス圧力を検出するために、ステージ接続流路113上におけるクーラ212の下流側に設けられている。 The second pressure sensor 412 (downstream pressure sensor 402) detects the gas pressure in the discharge side flow path of the second compression stage 202, that is, the gas pressure at the inlet side end portion 322 of the bypass flow path 301, in order to detect the stage connection flow. It is provided on the downstream side of the cooler 212 on the road 113.

第3圧力センサ413は、ステージ接続流路114におけるクーラ213の下流側に設けられている。第4圧力センサ414は、ステージ接続流路116におけるクーラ215と開閉弁352の間に配置されている。第5圧力センサ415は、ステージ接続流路116における中間逆止弁353と第6圧縮ステージ206の間に配置されている。第6圧力センサ416は、需要先供給流路117におけるクーラ216と逆止弁354の間に配置されている。 The third pressure sensor 413 is provided on the downstream side of the cooler 213 in the stage connection flow path 114. The fourth pressure sensor 414 is arranged between the cooler 215 and the on-off valve 352 in the stage connection flow path 116. The fifth pressure sensor 415 is arranged between the intermediate check valve 353 and the sixth compression stage 206 in the stage connection flow path 116. The sixth pressure sensor 416 is arranged between the cooler 216 and the check valve 354 in the demand destination supply flow path 117.

上流圧力センサ401から出力された検出圧力P1を示す信号と、温度センサ403から出力された検出温度T1を示す信号と、第2圧力センサ412(下流圧力センサ402)から出力された検出圧力P2を示す信号とは、コントローラ420に伝達される。 A signal indicating the detected pressure P1 output from the upstream pressure sensor 401, a signal indicating the detected temperature T1 output from the temperature sensor 403, and a detected pressure P2 output from the second pressure sensor 412 (downstream pressure sensor 402) are used. The indicated signal is transmitted to the controller 420.

コントローラ420は、ROM、RAM及びCPU等を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。コントローラのROM等には、コントローラ420を設定圧変更部431及び開度調整部441として機能させる制御プログラムと、所定の関係式と、が記憶されている。 The controller 420 is composed of a microcomputer including a ROM, a RAM, a CPU, and the like. A control program that causes the controller 420 to function as the set pressure changing unit 431 and the opening degree adjusting unit 441, and a predetermined relational expression are stored in the ROM or the like of the controller.

ここで、当該関係式は、検出圧力P1(すなわち、第1圧縮ステージ201の吸込側の圧力)および検出温度T1(すなわち、第1圧縮ステージ201の吸込側の温度)と、第2圧縮ステージ202の吐出側のステージ接続流路113における設定圧力PS1との関係を表すものである。設定圧変更部431は、当該関係式を参照して検出圧力P1および検出温度T1から設定圧力PS1を導出し、当該設定圧力PS1となるようにバイパス弁311の開度設定値を変更するよう構成されている。 Here, the relational expression includes a detection pressure P1 (that is, a pressure on the suction side of the first compression stage 201) and a detection temperature T1 (that is, a temperature on the suction side of the first compression stage 201) and a second compression stage 202. It represents the relationship with the set pressure PS1 in the stage connection flow path 113 on the discharge side. The set pressure changing unit 431 is configured to derive the set pressure PS1 from the detected pressure P1 and the detected temperature T1 with reference to the relational expression, and change the opening setting value of the bypass valve 311 so as to be the set pressure PS1. Has been done.

図2は設定圧力PS1と検出圧力P1および検出温度T1との関係を示す図である。図2では、横軸に検出圧力P1を示し、縦軸に設定圧力PS1を示している。図2において網掛けされた平行四辺形で示す領域Aにおいて、検出圧力P1および検出温度T1に基づき設定圧力PS1が設定される。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the set pressure PS1, the detected pressure P1, and the detected temperature T1. In FIG. 2, the horizontal axis shows the detected pressure P1 and the vertical axis shows the set pressure PS1. In the region A shown by the shaded parallelogram in FIG. 2, the set pressure PS1 is set based on the detected pressure P1 and the detected temperature T1.

図2における領域Aの下側の辺CE11は、検出温度T1が一定の温度T11であったとした場合における検出圧力P1に対する設定圧力PS1の変化を示す。温度T11は想定される対象ガスの温度の上限温度に対応し、本実施形態では40℃である。なお、万一温度T11を超える温度の対象ガスが一時的に流入した場合には、温度T11であったとした場合における検出圧力P1と設定圧力PS1との関係(辺CE11で示される関係)に基づいて設定圧力PS1が計算される。 The lower side CE11 of the region A in FIG. 2 shows the change of the set pressure PS1 with respect to the detected pressure P1 when the detected temperature T1 is a constant temperature T11. The temperature T11 corresponds to the upper limit temperature of the assumed target gas temperature, and is 40 ° C. in the present embodiment. If the target gas having a temperature exceeding the temperature T11 temporarily flows in, it is based on the relationship between the detected pressure P1 and the set pressure PS1 (relationship indicated by the side CE11) when the temperature is T11. The set pressure PS1 is calculated.

図2における領域Aの上側の辺CE13は、検出温度T1が一定の温度T13であったとした場合における検出圧力P1に対する設定圧力PS1の変化を示す。温度T13は、温度T11より低い温度であり、本実施形態では20℃である。実際には、温度T13よりも低温のガスが流入することがある。対象ガスの温度が温度T13以下である場合は、温度T13であったとした場合における検出圧力P1と設定圧力PS1との関係(辺CE13で示される関係)に基づいて設定圧力PS1が計算される。 The upper side CE13 of the region A in FIG. 2 shows the change of the set pressure PS1 with respect to the detected pressure P1 when the detected temperature T1 is a constant temperature T13. The temperature T13 is lower than the temperature T11, and is 20 ° C. in the present embodiment. In reality, a gas having a temperature lower than the temperature T13 may flow in. When the temperature of the target gas is equal to or lower than the temperature T13, the set pressure PS1 is calculated based on the relationship between the detected pressure P1 and the set pressure PS1 (relationship indicated by the side CE13) when the temperature is T13.

辺CE11、CE13の間に位置しており、これらと傾きが同じである直線部分CE12は検出温度T1が一定の温度T12であったとした場合に、検出圧力P1に対する設定圧力PS1の変化を示す。温度T12は、温度T11と温度T13との間の温度である。このように、領域A内では、辺CE11,CE13と傾きが同じ直線部分は、検出温度T1が一定の温度であったとした場合に検出圧力P1に対する設定圧力PS1の変化を示している。 The linear portion CE12 located between the sides CE11 and CE13 and having the same inclination as these shows the change of the set pressure PS1 with respect to the detected pressure P1 when the detected temperature T1 is a constant temperature T12. The temperature T12 is a temperature between the temperature T11 and the temperature T13. As described above, in the region A, the linear portion having the same inclination as the sides CE11 and CE13 indicates the change of the set pressure PS1 with respect to the detected pressure P1 when the detected temperature T1 is a constant temperature.

設定圧変更部431では、検出温度T1が一定であった場合、上流圧力センサ401の検出圧力P1の増大に対して設定圧力PS1が直線的に大きくなるように設定が変更される。この検出圧力P1と設定圧力PS1との間の関係は、図2において、辺CE11、CE13のような直線で表される。つまり、圧縮機ユニット100は、第1圧縮ステージ201の吸込側の対象ガスの圧力が上昇した場合に、この圧力の上昇幅に応じて第2圧縮ステージ202の吐出側の対象ガスの目標圧力を高くするように構成されている。 In the set pressure changing unit 431, when the detected temperature T1 is constant, the setting is changed so that the set pressure PS1 linearly increases with respect to the increase in the detected pressure P1 of the upstream pressure sensor 401. The relationship between the detected pressure P1 and the set pressure PS1 is represented by a straight line such as the sides CE11 and CE13 in FIG. That is, when the pressure of the target gas on the suction side of the first compression stage 201 rises, the compressor unit 100 sets the target pressure of the target gas on the discharge side of the second compression stage 202 according to the increase width of this pressure. It is configured to be high.

図2における領域Aでは、温度センサ403の検出温度T1が低くなるに従って、検出圧力P1と設定圧力PS1との間の関係を表す直線が、縦軸方向の上向きに平行移動するように表される。すなわち、設定圧変更部431は、検出温度T1が低くなるに従って設定圧力PS1を高くするように構成されている。つまり、圧縮機ユニット100では、第1圧縮ステージ201の吸込側の対象ガスの温度が低下した場合に、この温度の下降幅に応じて第2圧縮ステージ202の吐出側の対象ガスの目標圧力を高くするように構成されている。 In the region A in FIG. 2, as the detected temperature T1 of the temperature sensor 403 decreases, a straight line representing the relationship between the detected pressure P1 and the set pressure PS1 is represented so as to translate upward in the vertical axis direction. .. That is, the set pressure changing unit 431 is configured to increase the set pressure PS1 as the detected temperature T1 decreases. That is, in the compressor unit 100, when the temperature of the target gas on the suction side of the first compression stage 201 drops, the target pressure of the target gas on the discharge side of the second compression stage 202 is set according to the temperature drop. It is configured to be high.

ここで、図2を参照して設定圧力PS1が変更される具体例を説明する。例えば、第1圧縮ステージ201の吸込側における対象ガスの検出温度T1がT11であり、吸込側における対象ガスの検出圧力P1がP11の状態(状態B)であったとすると、設定圧力PS1として圧力P21が設定される。 Here, a specific example in which the set pressure PS1 is changed will be described with reference to FIG. For example, assuming that the detection temperature T1 of the target gas on the suction side of the first compression stage 201 is T11 and the detection pressure P1 of the target gas on the suction side is in the state of P11 (state B), the pressure P21 is set as the set pressure PS1. Is set.

検出温度T1がT11で且つ検出圧力P1がP12の状態(状態C)であったとすると、設定圧力PS1として圧力P22が設定される。検出温度T1がT12で且つ検出圧力P1がP11の状態(状態D)であったとすると、設定圧力としてPS1として圧力P23が設定される。検出温度T1がT12かつ検出圧力P1がP12の状態(状態E)であったとすると、設定圧力としてPS1として圧力P24が設定される。 Assuming that the detection temperature T1 is T11 and the detection pressure P1 is in the state of P12 (state C), the pressure P22 is set as the set pressure PS1. Assuming that the detection temperature T1 is T12 and the detection pressure P1 is in the state of P11 (state D), the pressure P23 is set as PS1 as the set pressure. Assuming that the detection temperature T1 is T12 and the detection pressure P1 is in the state of P12 (state E), the pressure P24 is set as PS1 as the set pressure.

開度調整部441は、設定圧変更部431により設定された設定圧力PS1と、第2圧力センサ412(下流圧力センサ402)の検出圧力P2とを比較して、第2圧力センサ412の検出圧力P2が設定圧力PS1となるように、バイパス弁311の開度を制御するように構成されている。 The opening degree adjusting unit 441 compares the set pressure PS1 set by the set pressure changing unit 431 with the detected pressure P2 of the second pressure sensor 412 (downstream pressure sensor 402), and compares the detected pressure of the second pressure sensor 412. It is configured to control the opening degree of the bypass valve 311 so that P2 becomes the set pressure PS1.

例えば、開度調整部441は、第2圧力センサ412の検出圧力P2が設定圧力PS1よりも高い場合には、バイパス流路301のガスの流量を増やすために、バイパス弁311の開度を大きくする。また、第2圧力センサ412の検出圧力P2が設定圧力PS1よりも低い場合には、バイパス流路301のガスの流量を減らすために、バイパス弁311の開度を小さくする。 For example, when the detection pressure P2 of the second pressure sensor 412 is higher than the set pressure PS1, the opening degree adjusting unit 441 increases the opening degree of the bypass valve 311 in order to increase the gas flow rate of the bypass flow path 301. do. When the detected pressure P2 of the second pressure sensor 412 is lower than the set pressure PS1, the opening degree of the bypass valve 311 is reduced in order to reduce the gas flow rate of the bypass flow path 301.

(動作説明と制御方法)
ここで、圧縮機ユニット100駆動時の動作について説明する。圧縮機ユニット100の駆動時には、開閉弁352は開かれている一方で、排出弁355は閉じられており、貯槽101と需要先600とはガス流路110を介して連通している。この状態で各圧縮ステージ201~206が駆動される。
(Operation explanation and control method)
Here, the operation when the compressor unit 100 is driven will be described. When the compressor unit 100 is driven, the on-off valve 352 is open, while the discharge valve 355 is closed, and the storage tank 101 and the demand destination 600 communicate with each other via the gas flow path 110. In this state, each compression stage 201 to 206 is driven.

貯槽101から貯槽接続流路111に供給された対象ガスは、第1圧縮ステージ201~第6圧縮ステージ206における圧縮工程と、クーラ212~216における冷却工程とを経て、需要先供給流路117に導出される。また、ステージ接続流路116を流れる対象ガスの一部は、再液化ライン119から図略の再液化設備に戻される。需要先供給流路117の対象ガスは需要先600に導出されるとともに、対象ガスに余剰分が生じると排出弁355が開放され、余剰分の対象ガスが排出流路118から燃焼設備500へと導出される。 The target gas supplied from the storage tank 101 to the storage tank connection flow path 111 passes through the compression steps in the first compression stage 201 to the sixth compression stage 206 and the cooling steps in the coolers 212 to 216 to the demand destination supply flow path 117. Derived. Further, a part of the target gas flowing through the stage connection flow path 116 is returned from the reliquefaction line 119 to the reliquefaction facility (not shown). The target gas of the demand destination supply flow path 117 is led out to the demand destination 600, and when a surplus is generated in the target gas, the discharge valve 355 is opened, and the surplus target gas is transferred from the discharge flow path 118 to the combustion equipment 500. Derived.

圧縮機ユニット100は、ステージ接続流路113~116及び需要先供給流路117を流れる対象ガスの一部をバイパス流路301~304によって下流側の流路から上流側の流路に戻すことが可能なように構成されている。これにより、需要先600の対象ガスの需要量の変化に柔軟に対応することができる。 The compressor unit 100 may return a part of the target gas flowing through the stage connection flow paths 113 to 116 and the demand destination supply flow path 117 from the downstream flow path to the upstream side flow path by the bypass flow paths 301 to 304. It is configured to be possible. As a result, it is possible to flexibly respond to changes in the demand amount of the target gas of the demand destination 600.

第1圧縮ステージ201及び第2圧縮ステージ202では、コントローラ420により開度調整可能なバイパス弁311が設けられたバイパス流路301を介して、ステージ接続流路113の対象ガスの一部を貯槽接続流路111に戻すことが可能とされている。第3圧縮ステージ203では、バイパス弁312が設けれたバイパス流路302を介して、ステージ接続流路114の対象ガスの一部をステージ接続流路113に戻すことが可能とされている。第4圧縮ステージ204及び第5圧縮ステージ205では、バイパス弁313が設けれたバイパス流路303を介して、ステージ接続流路116の対象ガスの一部をステージ接続流路114に戻すことが可能とされている。第6圧縮ステージ206では、バイパス弁314が設けられたバイパス流路304を介して、需要先供給流路117の対象ガスの一部をステージ接続流路116に戻すことが可能とされている。 In the first compression stage 201 and the second compression stage 202, a part of the target gas of the stage connection flow path 113 is connected to the storage tank via the bypass flow path 301 provided with the bypass valve 311 whose opening degree can be adjusted by the controller 420. It is possible to return to the flow path 111. In the third compression stage 203, a part of the target gas of the stage connection flow path 114 can be returned to the stage connection flow path 113 via the bypass flow path 302 provided with the bypass valve 312. In the fourth compression stage 204 and the fifth compression stage 205, a part of the target gas of the stage connection flow path 116 can be returned to the stage connection flow path 114 via the bypass flow path 303 provided with the bypass valve 313. It is said that. In the sixth compression stage 206, a part of the target gas of the demand destination supply flow path 117 can be returned to the stage connection flow path 116 via the bypass flow path 304 provided with the bypass valve 314.

ここで、第1圧縮ステージ201及び第2圧縮ステージ202を跨ぐバイパス流路301のバイパス弁311に注目し、コントローラ420がバイパス弁311の開度を調整する場合の制御方法について説明する。 Here, attention will be paid to the bypass valve 311 of the bypass flow path 301 straddling the first compression stage 201 and the second compression stage 202, and a control method when the controller 420 adjusts the opening degree of the bypass valve 311 will be described.

図3には、コントローラ420がバイパス弁311の開度を調整するときの制御方法のフローチャートが示されている。 FIG. 3 shows a flowchart of a control method when the controller 420 adjusts the opening degree of the bypass valve 311.

まず、圧縮機ユニット100は運転開始の指令を受けて運転を開始し、貯槽接続流路111の対象ガスは第1圧縮ステージ201に吸込まれるとともに、第2圧縮ステージ202からステージ接続流路113に圧縮された対象ガスが吐出される。このとき、コントローラ420は、上流圧力センサ401および温度センサ403から、検出圧力P1及び検出温度T1の信号を受け付ける(ステップS100)。なお、コントローラ420は第2圧力センサ412から検出圧力P2の信号も受けている。 First, the compressor unit 100 starts operation in response to a command to start operation, the target gas of the storage tank connection flow path 111 is sucked into the first compression stage 201, and the stage connection flow path 113 is sucked from the second compression stage 202. The compressed target gas is discharged. At this time, the controller 420 receives the signals of the detected pressure P1 and the detected temperature T1 from the upstream pressure sensor 401 and the temperature sensor 403 (step S100). The controller 420 also receives a signal of the detected pressure P2 from the second pressure sensor 412.

コントローラ420は、検出圧力P1及び検出温度T1をパラメータとして設定圧力PS1を導出する関係式、並びに、上流圧力センサ401及び温度センサ403から取得された値に基づいて設定圧力PS1を導出する(ステップS200)。この関係式は、図2における領域A内に収まるように設定される。開度調整部441は、受け付けた検出圧力P2が、関係式から導出された設定圧力PS1に近づくように、バイパス弁311の開度を調整する(ステップS300)。 The controller 420 derives the set pressure PS1 based on the relational expression for deriving the set pressure PS1 with the detected pressure P1 and the detected temperature T1 as parameters and the values acquired from the upstream pressure sensor 401 and the temperature sensor 403 (step S200). ). This relational expression is set so as to fit within the region A in FIG. The opening degree adjusting unit 441 adjusts the opening degree of the bypass valve 311 so that the received detection pressure P2 approaches the set pressure PS1 derived from the relational expression (step S300).

以上説明したように、圧縮機ユニット100では、検出温度T1が温度T11(上限温度)よりも低くなった場合に、設定圧力PS1は、より高い値に変更されてバイパス弁311の開度調整が行われる。このため、ステージ接続流路113の対象ガスはバイパス流路301から貯槽接続流路111に戻され難くなる。したがって、低温の対象ガスを吸入することにより第1圧縮ステージ201及び第2圧縮ステージ202における対象ガスの処理量が大きくなった場合でも、貯槽接続流路111に戻される対象ガスの流量の増加は抑制される。その結果、貯槽接続流路111の圧力が過度に高くなることを抑制できる。 As described above, in the compressor unit 100, when the detected temperature T1 becomes lower than the temperature T11 (upper limit temperature), the set pressure PS1 is changed to a higher value and the opening degree of the bypass valve 311 is adjusted. It will be done. Therefore, it becomes difficult for the target gas of the stage connection flow path 113 to be returned from the bypass flow path 301 to the storage tank connection flow path 111. Therefore, even if the processing amount of the target gas in the first compression stage 201 and the second compression stage 202 is increased by inhaling the target gas at a low temperature, the increase in the flow rate of the target gas returned to the storage tank connection flow path 111 is large. It is suppressed. As a result, it is possible to prevent the pressure of the storage tank connecting flow path 111 from becoming excessively high.

さらに、この圧縮機ユニット100では、設定圧変更部431が設定圧力PS1を変更するときに、温度センサ403の検出温度T1が予め設定した下限の温度T13以下だった場合には、設定圧力PS1は温度T13に応じた値に維持される。これにより、設定圧力PS1の過剰な上昇が抑制され、第1圧縮ステージ201及び第2圧縮ステージ202の吐出圧力の増大による各圧縮ステージ201~206間の圧力バランスの悪化が抑制される。その結果、圧縮機ユニットの動力の増加も抑制できる。 Further, in the compressor unit 100, when the set pressure changing unit 431 changes the set pressure PS1, if the detection temperature T1 of the temperature sensor 403 is equal to or lower than the preset lower limit temperature T13, the set pressure PS1 is set. The value is maintained according to the temperature T13. As a result, an excessive increase in the set pressure PS1 is suppressed, and deterioration of the pressure balance between the compression stages 201 to 206 due to an increase in the discharge pressures of the first compression stage 201 and the second compression stage 202 is suppressed. As a result, an increase in the power of the compressor unit can be suppressed.

さらに、この圧縮機ユニット100では、ボイルオフガスの発生量の増加(検出温度T1の変化に関わらない。)に伴い貯槽接続流路111の圧力が上昇した場合でも、設定圧変更部431が、検出圧力P1に比例して設定圧力PS1をより高い値に変更する。このため、貯槽接続流路111に戻される対象ガスの流量の増加が抑制される。その結果、貯槽接続流路111の圧力が過度に高くなることを抑制できる。 Further, in the compressor unit 100, even when the pressure of the storage tank connection flow path 111 rises due to the increase in the amount of boil-off gas generated (regardless of the change in the detection temperature T1), the set pressure changing unit 431 detects it. The set pressure PS1 is changed to a higher value in proportion to the pressure P1. Therefore, an increase in the flow rate of the target gas returned to the storage tank connection flow path 111 is suppressed. As a result, it is possible to prevent the pressure of the storage tank connecting flow path 111 from becoming excessively high.

(第2実施形態)
第2実施形態に係る圧縮機ユニット100について、図4及び図5を参照しながら説明する。ここでは、第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
The compressor unit 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Here, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

第2実施形態では、圧縮機ユニット100には、ステージ接続流路113に安全弁351が設けられており、設定圧変更部431によって変更される設定圧力PS1に上限圧力が設けられている点において、第1実施形態とは異なっている。圧縮機ユニット100の他の構成は第1実施形態と同様である。 In the second embodiment, the compressor unit 100 is provided with a safety valve 351 in the stage connection flow path 113, and an upper limit pressure is provided in the set pressure PS1 changed by the set pressure changing unit 431. It is different from the first embodiment. Other configurations of the compressor unit 100 are the same as those of the first embodiment.

図4に示すように、安全弁351は、バイパス流路301の入口側端部322が接続されたステージ接続流路113において、第2圧縮ステージ202とクーラ212との間に配置されている。安全弁351は、ステージ接続流路113内の圧力が異常に上昇し、安全弁351に設定された所定の作動圧力P30に達した場合に開弁して、ステージ接続流路113のガスを所定の場所に逃がす安全装置である。 As shown in FIG. 4, the safety valve 351 is arranged between the second compression stage 202 and the cooler 212 in the stage connection flow path 113 to which the inlet side end portion 322 of the bypass flow path 301 is connected. The safety valve 351 opens when the pressure in the stage connection flow path 113 rises abnormally and reaches a predetermined operating pressure P30 set in the safety valve 351 to release the gas in the stage connection flow path 113 to a predetermined location. It is a safety device to escape to.

図5に示すように、コントローラ420には、設定圧力PS1が安全弁351の作動圧力P30に近づきすぎないようにするため、設定圧力PS1には作動圧力P30よりも所定の値だけ低い上限圧力P26が記憶されている。これにより、図2の領域Aは上限圧力P26を超えないように補正される。 As shown in FIG. 5, the controller 420 has an upper limit pressure P26 which is a predetermined value lower than the operating pressure P30 in the set pressure PS1 so that the set pressure PS1 does not come too close to the operating pressure P30 of the safety valve 351. It is remembered. As a result, the region A in FIG. 2 is corrected so as not to exceed the upper limit pressure P26.

例えば、検出温度T1が温度T13のときに、検出圧力P1が圧力P15の状態(状態L)から、圧力P15よりも高い圧力P16の状態(状態M)に変化し、さらに、圧力P16よりも高い圧力P17の状態(状態N)に変化したとする。状態Lから状態Mに変化するとき、圧力P15から圧力P16への検出圧力P1の変化に応じて、設定圧変更部431は設定圧力PS1を、圧力P25から、圧力P25より高い圧力に変更する。このときの上限圧力は、安全弁351の作動圧力P30よりも所定の値だけ低い上限圧力P26である。そして、状態Mから状態Nに変化したとしても、設定圧力PS1が上限圧力P26に達しているため、設定圧変更部431は、設定圧力PS1を上限圧力P26に維持する。 For example, when the detected temperature T1 is the temperature T13, the detected pressure P1 changes from the state of the pressure P15 (state L) to the state of the pressure P16 higher than the pressure P15 (state M), and further higher than the pressure P16. It is assumed that the pressure P17 has changed to the state (state N). When changing from the state L to the state M, the set pressure changing unit 431 changes the set pressure PS1 from the pressure P25 to a pressure higher than the pressure P25 according to the change of the detected pressure P1 from the pressure P15 to the pressure P16. The upper limit pressure at this time is the upper limit pressure P26 which is lower than the operating pressure P30 of the safety valve 351 by a predetermined value. Then, even if the state M changes to the state N, since the set pressure PS1 has reached the upper limit pressure P26, the set pressure changing unit 431 maintains the set pressure PS1 at the upper limit pressure P26.

これにより、需要先からの対象ガスの要求量の変動に伴って第2圧縮ステージ202における対象ガスの処理量が増大する場合でも、安全弁351が設けられたステージ接続流路113の圧力が瞬間的に安全弁351の作動圧力P30に達してしまうことを抑制できる。すなわち、意図しない安全弁351の作動を防止することができる。 As a result, even when the processing amount of the target gas in the second compression stage 202 increases due to the fluctuation of the required amount of the target gas from the demand destination, the pressure of the stage connection flow path 113 provided with the safety valve 351 is instantaneous. It is possible to prevent the safety valve 351 from reaching the operating pressure P30. That is, it is possible to prevent the safety valve 351 from operating unintentionally.

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第1実施形態の説明を第2実施形態に援用することができる。 Although the description of other configurations, actions and effects will be omitted, the description of the first embodiment can be incorporated into the second embodiment.

(第3実施形態)
第3実施形態に係る圧縮機ユニット100について、図6を参照しながら説明する。ここでは、第1実施形態及び第2実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Third Embodiment)
The compressor unit 100 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. Here, the same components as those of the first embodiment and the second embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

第3実施形態に係る圧縮機ユニット100は、無給油式の第1~第5圧縮ステージ201~205によって構成されている。需要先供給流路117において、第5圧縮ステージ205の下流で且つ逆止弁354の上流側の部位には、再液化ライン119の上流側端部が接続されている。ステージ接続流路114には、余剰分の対象ガスを燃焼設備500に導出するための排出流路118が接続されている。第4圧力センサ414はステージ接続流路114における第4圧縮ステージ204の吸込側に配置されており、第5圧力センサ415は需要先供給流路117におけるクーラ216の下流側に配置されている。この場合、第6圧縮ステージ206、バイパス流路304、バイパス弁314、第6圧力センサ416、中間逆止弁353及び開閉弁352は省略される。その他の構成は第1実施形態とほぼ同様である。 The compressor unit 100 according to the third embodiment is composed of oil-free first to fifth compression stages 201 to 205. In the demand destination supply flow path 117, the upstream end of the reliquefaction line 119 is connected to a portion downstream of the fifth compression stage 205 and upstream of the check valve 354. A discharge flow path 118 for leading the surplus target gas to the combustion equipment 500 is connected to the stage connection flow path 114. The fourth pressure sensor 414 is arranged on the suction side of the fourth compression stage 204 in the stage connection flow path 114, and the fifth pressure sensor 415 is arranged on the downstream side of the cooler 216 in the demand destination supply flow path 117. In this case, the sixth compression stage 206, the bypass flow path 304, the bypass valve 314, the sixth pressure sensor 416, the intermediate check valve 353, and the on-off valve 352 are omitted. Other configurations are almost the same as those of the first embodiment.

第3実施形態に係る圧縮機ユニット100においても、第1実施形態と同様に、検出温度T1が温度T11(上限温度)よりも低くなった場合に、設定圧力PS1は、より高い値に変更されてバイパス弁311の開度調整が行われる。このため、ステージ接続流路113の対象ガスはバイパス流路301から貯槽接続流路111に戻され難くなる。低温の対象ガスを吸入することにより第1圧縮ステージ201及び第2圧縮ステージ202における対象ガスの処理量が大きくなった場合でも、貯槽接続流路111に戻される対象ガスの流量の増加が抑制される。 Also in the compressor unit 100 according to the third embodiment, when the detected temperature T1 becomes lower than the temperature T11 (upper limit temperature), the set pressure PS1 is changed to a higher value as in the first embodiment. The opening degree of the bypass valve 311 is adjusted. Therefore, it becomes difficult for the target gas of the stage connection flow path 113 to be returned from the bypass flow path 301 to the storage tank connection flow path 111. Even when the processing amount of the target gas in the first compression stage 201 and the second compression stage 202 becomes large by inhaling the target gas at a low temperature, the increase in the flow rate of the target gas returned to the storage tank connection flow path 111 is suppressed. To.

なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが、第1実施形態の説明を第3実施形態に援用することができる。 Although the description of other configurations, actions and effects will be omitted, the description of the first embodiment can be incorporated into the third embodiment.

また、第1~第3実施形態において、検出温度T1が一定である場合に、設定圧力PS1は検出圧力P1の増加に対して必ずしも一定の増加割合(図2において直線で表される変化)で変化する必要はない。例えば、設定圧力PS1は、検出圧力P1の増加に対してステップ状に増加するように変化してもよい。または、曲線的に変化してもよいし、不連続に増加するように変化してもよい。 Further, in the first to third embodiments, when the detection temperature T1 is constant, the set pressure PS1 does not necessarily increase at a constant rate of increase with respect to the increase in the detection pressure P1 (change represented by a straight line in FIG. 2). It doesn't have to change. For example, the set pressure PS1 may be changed so as to increase stepwise with respect to an increase in the detected pressure P1. Alternatively, it may change in a curvilinear manner or may change so as to increase discontinuously.

また、第1~第3実施形態において、バイパス流路301は、第1圧縮ステージ201及び第2圧縮ステージ202をバイパスするように設けられているが、これに限らない。バイパス流路301は、第1圧縮ステージ201から、第3圧縮ステージ203または第3圧縮ステージ203よりも下流側の圧縮ステージまでをバイパスするように構成されていてもよい。 Further, in the first to third embodiments, the bypass flow path 301 is provided so as to bypass the first compression stage 201 and the second compression stage 202, but the bypass flow path 301 is not limited to this. The bypass flow path 301 may be configured to bypass from the first compression stage 201 to the compression stage downstream of the third compression stage 203 or the third compression stage 203.

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

100・・・・・・・・・・圧縮機ユニット
101・・・・・・・・・・貯槽
111・・・・・・・・・・貯槽接続流路
112~116・・・・・・ステージ接続流路
117・・・・・・・・・・需要先供給流路
201~206・・・・・・第1~第6圧縮ステージ
301~304・・・・・・バイパス流路
311~314・・・・・・バイパス弁
351・・・・・・・・・・安全弁
401・・・・・・・・・・上流圧力センサ
402・・・・・・・・・・下流圧力センサ
403・・・・・・・・・・温度センサ
431・・・・・・・・・・設定圧変更部
441・・・・・・・・・・開度調整部
600・・・・・・・・・・需要先
P1、P2・・・・・・・・検出圧力
T1・・・・・・・・・・・検出温度
PS1・・・・・・・・・・設定圧力
100 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・Stage connection flow path 117 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Demand destination supply flow path 201 ~ 206 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1st to 6th compression stages 301 ~ 304 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Bypass flow path 311 ~ 314 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Bypass valve 351 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Safety valve 401 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Upstream pressure sensor 402 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Downstream pressure sensor 403 ····························································································································································································・ ・ ・ Demand destination P1, P2 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Detected pressure T1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Detected temperature PS1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Set pressure

Claims (6)

船舶内に設置され、前記船舶のLNG貯槽からボイルオフガスである対象ガスを回収して少なくとも一部を需要先に供給する圧縮機ユニットであって、
対象ガスを順次昇圧する往復動式の複数の圧縮ステージと、
各圧縮ステージのピストンを駆動するクランク機構と、
少なくとも最初の圧縮ステージをバイパスするバイパス流路と、
前記バイパス流路上に設けられたバイパス弁と、
前記LNG貯槽と前記最初の圧縮ステージとを接続する貯槽接続流路に設けられた上流圧力センサと、
前記貯槽接続流路に設けられた温度センサと、
前記貯槽接続流路よりも下流側の流路であって前記バイパス流路の入口側端部が接続される流路に設けられた下流圧力センサと、
前記下流圧力センサの検出圧力が所定の設定圧力よりも高い場合に前記バイパス流路のガス流量を増やす一方で、前記下流圧力センサの検出圧力が前記設定圧力よりも低い場合に前記バイパス流路のガス流量を減らすように前記バイパス弁の開度を制御する開度調整部と、
前記温度センサの検出温度が低下すると前記設定圧力を高くする設定圧変更部と、
を備える圧縮機ユニット。
A compressor unit installed inside a ship that recovers the target gas, which is boil-off gas, from the LNG storage tank of the ship and supplies at least a part of it to the demand destination.
Multiple reciprocating compression stages that sequentially boost the target gas,
The crank mechanism that drives the piston of each compression stage,
With a bypass flow path that bypasses at least the first compression stage,
A bypass valve provided on the bypass flow path and
An upstream pressure sensor provided in the storage tank connection flow path connecting the LNG storage tank and the first compression stage, and
The temperature sensor provided in the storage tank connection flow path and
A downstream pressure sensor provided in a flow path downstream of the storage tank connection flow path and to which the inlet side end of the bypass flow path is connected.
When the detected pressure of the downstream pressure sensor is higher than the predetermined set pressure, the gas flow rate of the bypass flow path is increased, while when the detected pressure of the downstream pressure sensor is lower than the set pressure, the bypass flow path of the bypass flow path is increased. An opening adjustment unit that controls the opening of the bypass valve so as to reduce the gas flow rate ,
A set pressure changing unit that raises the set pressure when the detection temperature of the temperature sensor drops,
Compressor unit with.
前記設定圧変更部は、前記温度センサの検出温度が所定温度以下となった場合には、前記設定圧力を前記所定温度に対応する設定圧力のまま維持する、請求項1に記載の圧縮機ユニット。 The compressor unit according to claim 1, wherein the set pressure changing unit maintains the set pressure at the set pressure corresponding to the predetermined temperature when the detected temperature of the temperature sensor becomes equal to or lower than the predetermined temperature. .. 前記設定圧変更部は、前記上流圧力センサの検出圧力の上昇に従って前記設定圧力を高くする、請求項2に記載の圧縮機ユニット。 The compressor unit according to claim 2, wherein the set pressure changing unit increases the set pressure according to an increase in the detected pressure of the upstream pressure sensor. 前記バイパス流路の前記入口側端部が接続される前記流路に設けられ、作動圧力が一定値に設定された安全弁をさらに備え、
前記設定圧変更部は、前記設定圧力について前記安全弁の作動圧力よりも所定値だけ低い上限圧力を設定する、請求項3に記載の圧縮機ユニット。
A safety valve provided in the flow path to which the inlet side end of the bypass flow path is connected and whose operating pressure is set to a constant value is further provided.
The compressor unit according to claim 3, wherein the set pressure changing unit sets an upper limit pressure of the set pressure, which is lower than the operating pressure of the safety valve by a predetermined value.
前記温度センサは、前記貯槽接続流路において前記バイパス流路の出口側端部と前記最初の圧縮ステージとの間に設けられる、請求項1ないし4のいずれかに記載の圧縮機ユニット。 The compressor unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature sensor is provided between the outlet side end of the bypass flow path and the first compression stage in the storage tank connection flow path. 船舶内に設置されて前記船舶のLNG貯槽からボイルオフガスである対象ガスを回収して少なくとも一部を需要先に供給する圧縮機ユニットの制御方法であって、
前記圧縮機ユニットは、対象ガスを順次昇圧する往復動式の複数の圧縮ステージと、少なくとも最初の圧縮ステージをバイパスするバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、前記LNG貯槽と前記最初の圧縮ステージとを接続する貯槽接続流路と、を備え、
前記貯槽接続流路を流れる対象ガスの圧力を上流圧力センサによって検出し、
前記貯槽接続流路を流れる対象ガスの温度を温度センサによって検出し、
前記貯槽接続流路よりも下流側の流路であって前記バイパス流路の入口側端部が接続された流路を流れる対象ガスの圧力を下流圧力センサによって検出し、
前記下流圧力センサの検出圧力が所定の設定圧力よりも高い場合に前記バイパス流路のガス流量を増やす一方で、前記下流圧力センサの検出圧力が前記所定の設定圧力よりも低い場合に前記バイパス流路のガス流量を減らすように前記バイパス弁の開度を調整し、
前記温度センサの検出温度が低下すると前記設定圧力を高くする、圧縮機ユニットの制御方法。
It is a control method of a compressor unit installed in a ship and recovering a target gas which is a boil-off gas from the LNG storage tank of the ship and supplying at least a part of the target gas to a demand destination.
The compressor unit includes a plurality of reciprocating compression stages that sequentially boost the target gas, a bypass flow path that bypasses at least the first compression stage, a bypass valve provided in the bypass flow path, and the LNG storage tank. A storage tank connection flow path for connecting the first compression stage and the first compression stage.
The pressure of the target gas flowing through the storage tank connection flow path is detected by the upstream pressure sensor, and the pressure is detected.
The temperature of the target gas flowing through the storage tank connection flow path is detected by a temperature sensor, and the temperature is detected.
The pressure of the target gas flowing through the flow path downstream of the storage tank connection flow path and connected to the inlet side end of the bypass flow path is detected by the downstream pressure sensor.
When the detected pressure of the downstream pressure sensor is higher than the predetermined set pressure, the gas flow rate in the bypass flow path is increased, while when the detected pressure of the downstream pressure sensor is lower than the predetermined set pressure, the bypass flow is increased. Adjust the opening of the bypass valve so as to reduce the gas flow rate in the road .
A method for controlling a compressor unit, which increases the set pressure when the detection temperature of the temperature sensor decreases.
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