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技術 熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置

出願人 サムスンヘビーインダストリーズカンパニーリミテッド
発明者 キム,ヨンキュキム,ジェグァンイ,ドンキルイ,ホキ
出願日 2015年8月20日 (3年8ヶ月経過) 出願番号 2018-509534
公開日 2018年11月29日 (4ヶ月経過) 公開番号 2018-535628
状態 未査定
技術分野 特殊な電動機、発電機 熱電素子 船体構造 船舶の推進
主要キーワード 媒体パイプ 移動管 ハードワイヤー 気化燃料ガス 熱電現象 海上構造物 極低温液体 温室ガス
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題・解決手段

熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置が開示される。本発明の一実施形態による熱電発電モジュールは、流体が流れる配管および配管を取り囲み、流体と外側の空気との温度差により電力生産する熱電発電部を含んで提供され得る。

概要

背景

温室ガスおよび各種大気汚染物質の排出に対する国際海事機関IMO)の規制強化されるに伴い、造船および海運業界では、既存の燃料である重油ディーゼル油を利用する代わりに、清浄エネルギー源である天然ガス船舶燃料ガスとして利用する場合が多くなっている。

燃料ガスのうち広く利用されており、重要な資源と見なされる天然ガスは、メタンを主成分とし、通常、貯蔵および輸送容易性のために、天然ガスを約−162℃に冷却して、その体積を1/600に低減した無色透明極低温液体である液化天然ガス相変化して管理および運用を行っている。

液化天然ガスは、船体断熱処理されて設置される貯蔵タンクに収容されて、液化天然ガスの需要先に輸送されたり、燃料タンクに収容されて、船舶のエンジンに燃料ガスとして供給され得る。

液化天然ガス等の液化燃料ガスを船舶のエンジン等に燃料ガスとして利用するためには、液化燃料ガスを気化させて供給する工程が要求されるが、近年、低温の液化燃料ガスと海水の温度差を利用して液化燃料ガスを気化させる気化器が利用されている。このような気化器は、気化器内部の移動管を介して液化燃料ガスを移動させると同時に、移動管の外部に海水を供給することにより、液化燃料ガスと海水の熱交換を介して液化燃料ガスを加熱して気化燃料ガスに相変化させることができる。

しかし、液化燃料ガスと海水の温度差によって気化器の引込み部と隣接した液化燃料ガス移動管の表面に結氷が発生し、結氷に起因して移動管と海水の熱交換が円滑に行われないため、気化器の性能が低下する問題点が存在する。

また、液化燃料ガスを貯蔵タンクに収容する時、外部の熱が貯蔵タンクの内部に持続的に伝達されて、液化燃料ガスが気化して発生する蒸発ガスが貯蔵タンクの内部に蓄積される。このような蒸発ガスは、貯蔵タンクの内部圧力を上昇させて貯蔵タンクの変形および毀損を誘発することができ、液化燃料ガスを輸送する過程で船舶の振動により貯蔵タンクおよび船舶の構造的な問題を引き起こす問題点が存在する。

これにより、蒸発ガスまたは気化燃料ガスのうち船舶のエンジン等に供給されない余分の気化燃料ガス等を効果的に処理および利用する方案が要求される。また、液化燃料ガス、蒸発ガスまたは気化燃料ガス等を運用する過程で極低温の液化燃料ガスとその周辺との温度差によって発生するエネルギー活用するための方案が要求される。

概要

熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置が開示される。本発明の一実施形態による熱電発電モジュールは、流体が流れる配管および配管を取り囲み、流体と外側の空気との温度差により電力生産する熱電発電部を含んで提供され得る。

目的

本発明は、極低温の流体とその周辺との温度差を利用して電力を生産し、これを通じてエネルギーを効率的に利用できる熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

流体が流れる配管と、前記配管を取り囲み、前記流体と外側の空気との温度差により電力生産する熱電発電部と、を含む熱電発電モジュール

請求項2

前記熱電発電部は、前記配管の外周面と接する第1シェルと、前記第1シェルと一定間隔で離隔する第2シェルと、前記第1シェルと前記第2シェルとの間に設けられる複数個熱電素子部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の熱電発電モジュール。

請求項3

前記第1シェルと前記第2シェルとの間に不活性ガスが含まれることを特徴とする請求項2に記載の熱電発電モジュール。

請求項4

前記第1シェルと前記第2シェルとの間の圧力は、前記配管の内部圧力と同一であることを特徴とする請求項3に記載の熱電発電モジュール。

請求項5

貯蔵タンク貯蔵された液化燃料ガス蒸発ガス圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を通った流体と前記貯蔵タンクから供給された液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行う熱電発電部と、前記熱電発電部を通過した前記流体および前記液化燃料ガスを気化させてエンジンに供給する気化器と、を含む熱電発電装置

請求項6

前記流体が前記気化器に移動する通路を提供し、前記熱電発電部の一面と接触する第1配管と、前記液化燃料ガスが前記気化器に移動する通路を提供し、前記熱電発電部の他面と接触する第2配管と、をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の熱電発電装置。

請求項7

前記第2配管に設置されて、前記液化燃料ガスを昇圧させて移送する第1ポンプと、前記第1ポンプと前記気化器との間に設置されて、前記第1ポンプから流出した前記液化燃料ガスを昇圧させる第2ポンプと、前記熱電発電部が生成した電気を変換させて前記圧縮機、前記第1ポンプおよび前記第2ポンプに供給する変換部と、をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の熱電発電装置。

請求項8

前記第1配管および前記第2配管のうち一つは、他の一つの少なくとも一部を取り囲むことを特徴とする請求項6に記載の熱電発電装置。

請求項9

前記熱電発電部は、前記第1配管と前記液化燃料ガスが接触しないように前記第1配管と前記液化燃料ガスとの間に隔壁として使用されることを特徴とする請求項6に記載の熱電発電装置。

請求項10

前記気化器は、前記流体および前記液化燃料ガスが流入する引込み部と気化燃料が引き出される引き出し部とを連結させる移動管を含み、前記移動管と熱交換する海水が流れる空間を提供することを特徴とする請求項5に記載の熱電発電装置。

請求項11

液化燃料ガスが引入される引込み部と気化燃料ガスが引き出される引き出し部とを連結させる移動管を含み、前記移動管と熱交換する海水が流れる空間を提供して液化燃料ガスを気化燃料ガスに気化させる気化器と、前記移動管を介して移動する前記液化燃料ガスおよび前記気化燃料ガスのうち少なくとも一つを含む流体と前記海水との温度差により発電可能な熱電発電部と、前記引込み部の表面に配置されて、前記熱電発電部により生成された電力を利用して前記引込み部と隣接した前記移動管領域が結氷するのを防止する発熱部と、を含む結氷防止気化装置

請求項12

前記気化器は、前記海水が流入する海水引込み部と、前記海水が排出される海水引き出し部とを含むことを特徴とする請求項11に記載の結氷防止気化装置。

請求項13

前記熱電発電部は、前記引き出し部に比べて前記引込み部に近づくように配置されることを特徴とする請求項11に記載の結氷防止気化装置。

請求項14

前記熱電発電部は、前記移動管をそれぞれ取り囲み、前記熱電発電部の一側が前記移動管と接触し、前記熱電発電部の他側が前記海水と接触することを特徴とする請求項11に記載の結氷防止気化装置。

請求項15

前記発熱部は、前記引込み部の表面があらかじめ設定された第1温度以上に維持されるように前記引込み部の表面を加熱させることを特徴とする請求項11に記載の結氷防止気化装置。

請求項16

前記引込み部の表面の温度が、前記第1温度と該第1温度より高い第2温度との間で維持されるように、前記熱電発電部で生産された電力を前記発熱部に入力または遮断するスイッチ制御信号をスイッチに出力する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の結氷防止気化装置。

請求項17

気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成する圧縮機と、前記圧縮機に駆動力を提供する駆動モーターと、前記圧縮機により上昇した前記流体の温度を冷却媒体を介して降下させる冷却部と、温度上昇した前記流体と前記冷却媒体との温度差により発電を行う熱電発電部と、前記熱電発電部から供給される電力を変換して前記駆動モーターに供給する変換部と、を含む気化燃料ガス液化工程装置

請求項18

前記気化燃料ガス液化工程装置は、前記圧縮機と、前記駆動モーターと、前記冷却部と前記熱電発電部とを含む液化工程部を備え、複数の前記液化工程部のうち一つの前記冷却部から流出した前記流体は、他の一つの前記圧縮機に流入することを特徴とする請求項17に記載の気化燃料ガス液化工程装置。

請求項19

前記熱電発電部は、前記流体が流れる第1パイプと前記冷却媒体が流れる第2パイプとの間に位置することを特徴とする請求項17に記載の気化燃料ガス液化工程装置。

請求項20

気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成する圧縮機と、前記圧縮機に駆動力を提供する駆動モーターと、前記圧縮機により上昇した前記流体の温度を冷却媒体を介して降下させる第1熱電発電部と、温度上昇した前記流体と前記冷却媒体との温度差により発電可能な第2熱電発電部と、前記第1熱電発電部および前記第2熱電発電部のうち少なくとも一つから供給される電力を変換して前記駆動モーターに供給する変換部と、を含む気化燃料ガス液化工程装置。

技術分野

0001

本発明は、熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置に関する。

背景技術

0002

温室ガスおよび各種大気汚染物質の排出に対する国際海事機関IMO)の規制強化されるに伴い、造船および海運業界では、既存の燃料である重油ディーゼル油を利用する代わりに、清浄エネルギー源である天然ガス船舶燃料ガスとして利用する場合が多くなっている。

0003

燃料ガスのうち広く利用されており、重要な資源と見なされる天然ガスは、メタンを主成分とし、通常、貯蔵および輸送容易性のために、天然ガスを約−162℃に冷却して、その体積を1/600に低減した無色透明極低温液体である液化天然ガス相変化して管理および運用を行っている。

0004

液化天然ガスは、船体断熱処理されて設置される貯蔵タンクに収容されて、液化天然ガスの需要先に輸送されたり、燃料タンクに収容されて、船舶のエンジンに燃料ガスとして供給され得る。

0005

液化天然ガス等の液化燃料ガスを船舶のエンジン等に燃料ガスとして利用するためには、液化燃料ガスを気化させて供給する工程が要求されるが、近年、低温の液化燃料ガスと海水の温度差を利用して液化燃料ガスを気化させる気化器が利用されている。このような気化器は、気化器内部の移動管を介して液化燃料ガスを移動させると同時に、移動管の外部に海水を供給することにより、液化燃料ガスと海水の熱交換を介して液化燃料ガスを加熱して気化燃料ガスに相変化させることができる。

0006

しかし、液化燃料ガスと海水の温度差によって気化器の引込み部と隣接した液化燃料ガス移動管の表面に結氷が発生し、結氷に起因して移動管と海水の熱交換が円滑に行われないため、気化器の性能が低下する問題点が存在する。

0007

また、液化燃料ガスを貯蔵タンクに収容する時、外部の熱が貯蔵タンクの内部に持続的に伝達されて、液化燃料ガスが気化して発生する蒸発ガスが貯蔵タンクの内部に蓄積される。このような蒸発ガスは、貯蔵タンクの内部圧力を上昇させて貯蔵タンクの変形および毀損を誘発することができ、液化燃料ガスを輸送する過程で船舶の振動により貯蔵タンクおよび船舶の構造的な問題を引き起こす問題点が存在する。

0008

これにより、蒸発ガスまたは気化燃料ガスのうち船舶のエンジン等に供給されない余分の気化燃料ガス等を効果的に処理および利用する方案が要求される。また、液化燃料ガス、蒸発ガスまたは気化燃料ガス等を運用する過程で極低温の液化燃料ガスとその周辺との温度差によって発生するエネルギー活用するための方案が要求される。

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は、極低温の流体とその周辺との温度差を利用して電力生産し、これを通じてエネルギーを効率的に利用できる熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置を提供する。

0010

本発明は、蒸発ガスまたは気化燃料ガスを圧縮する過程に要求される電力および液化燃料ガスを加圧して移送する過程に要求される電力を節減できる熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置を提供する。

課題を解決するための手段

0011

本発明の一態様によれば、流体が流れる配管と、前記配管を取り囲み、前記流体と外側の空気との温度差によって電力を生産する熱電発電部とを含む熱電発電モジュールが提供され得る。

0012

前記熱電発電部は、前記配管の外周面と接する第1シェルと、前記第1シェルと一定間隔で離隔する第2シェルと、前記第1シェルと前記第2シェルとの間に設けられる複数の熱電素子部とを含む熱電発電モジュールが提供され得る。

0013

前記第1シェルと前記第2シェルとの間に不活性ガスが含まれる熱電発電モジュールが提供され得る。

0014

前記第1シェルと前記第2シェルとの間の圧力は、前記配管の内部圧力と同じ熱電発電モジュールが提供され得る。

0015

貯蔵タンクに貯蔵された液化燃料ガスの蒸発ガスを圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を通った流体と前記貯蔵タンクから供給された液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行う熱電発電部と、前記熱電発電部を通過した前記流体および前記液化燃料ガスを気化させてエンジンに供給する気化器とを含む熱電発電装置が提供され得る。

0016

前記流体が前記気化器に移動する通路を提供し、前記熱電発電部の一面と接触する第1配管と、前記液化燃料ガスが前記気化器に移動する通路を提供し、前記熱電発電部の他面と接触する第2配管とをさらに含む熱電発電装置が提供され得る。

0017

前記第2配管に設置されて、前記液化燃料ガスを昇圧させて移送する第1ポンプと、前記第1ポンプと前記気化器との間に設置されて、前記第1ポンプから流出した前記液化燃料ガスを昇圧させる第2ポンプと、前記熱電発電部が生成した電気を変換させて前記圧縮機と前記第1ポンプおよび前記第2ポンプに供給する変換部とをさらに含む熱電発電装置が提供され得る。

0018

前記第1配管および前記第2配管のうち一方は、他方の少なくとも一部を囲む熱電発電装置が提供され得る。

0019

前記熱電発電部は、前記第1配管と前記液化燃料ガスが接触しないように前記第1配管と前記液化燃料ガスとの間に隔壁として使用される熱電発電装置が提供され得る。

0020

前記気化器は、前記流体および前記液化燃料ガスが流入する引込み部と気化燃料が引き出される引き出し部とを連結させる移動管を含み、前記移動管と熱交換する海水が流れる空間を提供する熱電発電装置が提供され得る。

0021

液化燃料ガスが引入される引込み部と気化燃料ガスが引き出される引き出し部とを連結させる移動管を含み、前記移動管と熱交換する海水が流れる空間を提供して、液化燃料ガスを気化燃料ガスに気化させる気化器と、前記移動管を介して移動する前記液化燃料ガスおよび前記気化燃料ガスのうち少なくとも一つを含む流体と前記海水との温度差により発電可能な熱電発電部と、前記引込み部の表面に配置されて、前記熱電発電部により生成された電力を利用して前記引込み部と隣接した前記移動管領域が結氷するのを防止する発熱部とを含む結氷防止気化装置が提供され得る。

0022

前記気化器は、前記海水が流入する海水引込み部と、前記海水が排出される海水引き出し部とを含む結氷防止気化装置が提供され得る。

0023

前記熱電発電部は、前記引き出し部に比べて前記引込み部に近づくように配置される結氷防止気化装置が提供され得る。

0024

前記熱電発電部は、前記移動管をそれぞれ取り囲み、前記熱電発電部の一側が前記移動管と接触し、前記熱電発電部の他側が前記海水と接触する結氷防止気化装置が提供され得る。

0025

前記発熱部は、前記引込み部の表面があらかじめ設定された第1温度以上に維持されるように前記引込み部の表面を加熱させる結氷防止気化装置が提供され得る。

0026

前記引込み部の表面の温度が、前記第1温度と前記第1温度より高い第2温度との間で維持されるように、前記熱電発電部で生産された電力を前記発熱部に入力または遮断するスイッチ制御信号をスイッチに出力する制御部をさらに含む結氷防止気化装置が提供され得る。

0027

気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成する圧縮機と、前記圧縮機に駆動力を提供する駆動モーターと、前記圧縮機により上昇した前記流体の温度を冷却媒体を介して降下させる冷却部と、温度上昇した前記流体と前記冷却媒体との温度差により発電を行う熱電発電部と、前記熱電発電部から供給される電力を変換して前記駆動モーターに供給する変換部とを含む気化燃料ガス液化工程装置が提供され得る。

0028

前記気化燃料ガス液化工程装置は、前記圧縮機と、前記駆動モーターと、前記冷却部と前記熱電発電部とを含む液化工程部を備え、複数の前記液化工程部のうち一つの前記冷却部から流出した前記流体は、他の一つの前記圧縮機に流入する気化燃料ガス液化工程装置が提供され得る。

0029

前記熱電発電部は、前記流体が流れる第1パイプと前記冷却媒体が流れる第2パイプとの間に位置する気化燃料ガス液化工程装置が提供され得る。

0030

気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成する圧縮機と、前記圧縮機に駆動力を提供する駆動モーターと、前記圧縮機により上昇した前記流体の温度を冷却媒体を介して降下させる第1熱電発電部と、温度上昇した前記流体と前記冷却媒体との温度差により発電可能な第2熱電発電部と、前記第1熱電発電部および前記第2熱電発電部のうち少なくとも一つから供給される電力を変換して前記駆動モーターに供給する変換部とを含む気化燃料ガス液化工程装置が提供され得る。

発明の効果

0031

本発明の実施形態による熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置は、配管を流れる極低温の流体と空気の温度差によって電力を生産して電力消耗を削減する効果を有する。

0032

本発明の実施形態による熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置は、生産された電力を蒸発ガスまたは気化燃料ガスの圧縮および再液化、液化燃料ガスの加圧、気化器の海水結氷防止等に利用するので、効率的な設備運用が可能になる効果を有する。

0033

本発明の実施形態による熱電発電装置、結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置は、配管を二重で保護し、配管の破損時にも配管内の流体が外部に流出されるのを遅延させる効果を有する。

図面の簡単な説明

0034

本発明の実施形態による熱電発電モジュールを示す斜視図である。
図1の熱電発電モジュールの配管周りを示す断面図である。
図2の熱電発電モジュールの配管を長さ方向に切断した断面図である。
本発明の他の実施形態による熱電発電モジュールを示す斜視図である。
本発明の実施形態による熱電発電装置を示す概念図である。
気化器の一例を示す断面図である。
熱電素子の一例を示す斜視図である。
本発明の実施形態による熱電発電装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。
本発明の実施形態による熱電発電装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。
本発明の実施形態による熱電発電装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。
本発明の実施形態による結氷防止気化装置を示す断面図である。
熱電半導体の一例を示す斜視図である。
本発明の実施形態による結氷防止気化装置の熱電発電部の配置を示す斜視図である。
本発明の他の実施形態による結氷防止気化装置を示す断面図である。
本発明の他の実施形態による結氷防止気化装置を示す断面図である。
本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置を示す概念図である。
本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。
本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。
本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。
本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置を示す概念図である。

実施例

0035

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。ただし、添付の図面は、本発明の内容をより容易に開示するために説明されるものに過ぎず、本発明の範囲が添付の図面の範囲に限定されるものではないことは、この技術分野における通常の知識を有する者なら容易に分かる。

0036

本出願において使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたもの等の存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解すべきである。

0037

図1は、本発明の実施形態による熱電発電モジュールを示す斜視図であり、図2は、図1の熱電発電モジュールの配管周りを示す断面図であり、図3は、図2の熱電発電モジュールの配管を長さ方向に切断した断面図である。

0038

図1図3を参照すると、本発明の実施形態による熱電発電モジュール100は、配管110および熱電発電部120を含んでいてもよい。

0039

配管110には、流体が流れることができる。ここで、前記流体は、液化天然ガス(LNG)または液化石油ガスLPG)等の液化燃料ガスであってもよい。また、前記流体は、液化二酸化炭素など常温より低い極低温の流体であってもよい。

0040

前記配管110は、単一管からな得る。ただし、前記配管110は、単一管に限定されず、二重管または三重管など多重管からなり得る。また、前記配管110は、極低温の流体に耐えることができる材質からなり得る。前記配管110の材質は、ステンレス鋼またはアルミニウム(Al)であってもよい。

0041

熱電発電部120は、前記配管を取り囲み、前記流体と外側の空気との温度差により電力を生産することができる。例えば、前記流体が約−163℃の液化天然ガスであり、前記外側の空気が約0〜30℃である場合、前記流体と前記空気との温度差を電力に変換することができる。熱電発電部120は、第1シェル121、第2シェル122および複数個の熱電素子部123を含んでいてもよい。

0042

前記第1シェル121は、前記配管110の外周面と接し得る。また、前記第1シェル121は、前記配管110の外側をすべて取り囲む形態からなり得る。また、前記第1シェル121は、前記配管110の外側と対応するように円筒形状からなり得る。前記第1シェル121の材質は、熱を伝達する金属であってもよい。また、前記第1シェル121は、前記配管と同様に、極低温の流体に耐えることができる材質からなり得る。前記第1シェル121の材質は、ステンレス鋼またはアルミニウム(Al)であってもよい。また、前記第1シェル121の材質は、前記配管121の内部圧力に耐えることができる金属であってもよい。

0043

前記第2シェル122は、前記第1シェル121と一定間隔で離隔され得る。また、前記第1シェル121が円筒形状からなる場合、前記第2シェル122は、前記第1シェル121より外径が大きい円筒形状からなり得る。前記第2シェル121の材質は、前記第1シェル122と同様に、熱を伝達する金属であってもよい。また、前記第2シェル122の厚さは、前記第1シェル121の外部を保護するように前記第1シェル121の厚さより厚くてもよい。

0044

前記複数個の熱電素子部123は、前記第1シェル121と前記第2シェル122との間に設けられていてもよい。前記熱電素子部123は、前記第1シェル121と接する低温部と、前記第2シェル122と接する高温部とを含んでいてもよい。

0045

一般的に、熱電素子部(Thermoelectric Element)は、NPタイプの熱電半導体(Thermoelectric Semiconductor)を電気的に直列に連結し、熱的に並列に連結する構造であって、ゼーベック効果(Seebeck Effect)により熱エネルギーを利用して電力を生産する。より具体的に、熱電素子部においてNタイプの熱電半導体を使用する場合、高温部が陽極化し、低温部が陰極化して、高温部と低温部との間に電位差が発生する。

0046

以下、本発明の実施形態による熱電発電モジュールが作動する原理を説明する。

0047

まず、前記配管110に接する第1シェル121の温度は、前記配管110に貯蔵された流体の温度と同一であってもよい。また、前記第1シェル121に接する熱電素子部123の低温部の温度は、前記第1シェル121の温度と同じになり得る。結果的に、前記配管110内の流体の温度と前記熱電素子部123の低温部の温度が同じになり得る。

0048

なお、前記第2シェル122の温度は、前記第2シェル122の外側の空気の温度と同じになり得る。また、前記第2シェル122に接する熱電素子部123の高温部の温度は、前記第2シェル122と同じになり得る。

0049

これにより、前記熱電素子部123は、前記高温部と前記低温部との温度差により電力を生産する。

0050

なお、前記複数個の熱電素子部123は、互いに離隔して配置され得る。これにより、前記第1シェル121と前記第2シェル122との間に空間124を形成することができる。

0051

また、前記第1シェル121と前記第2シェル122との間に形成された空間124に不活性ガスを含んでいてもよい。前記不活性ガスは、窒素ヘリウムネオン等のような相対的に反応性が低いガスであってもよい。前記不活性ガスは、前記第1シェル121と前記第2シェル122との間の熱伝達を遮断する役割を行うことができる。

0052

また、前記不活性ガスは、前記配管110が破損される場合、前記配管110の内部114の流体が外部に流出されるのを遅延させることができる。

0053

なお、前記第1シェル121と前記第2シェル122との間の圧力は、前記配管110の内部圧力と同一であってもよい。これにより、前記配管110が破損される場合にも、前記配管の内部114の流体が外部に流出されるのを遅延させることができる。

0054

このように、本発明の実施形態による熱電発電モジュール100は、前記流体と前記外部の空気との温度差を利用して電力を生産することができる。また、前記熱電発電モジュール100が海上構造物に設置される場合、海上構造物のエネルギー効率を向上させることができる。また、化石エネルギーを使用せずに電力を生産するに伴って、環境汚染を防止することができる。

0055

また、本発明の実施形態による熱電発電モジュール100は、前記配管110が単一管である場合、前記熱電発電部120が前記配管110を取り囲むようになって、前記配管100が破損されても、前記配管110内部の流体が流出するのを防止することができる。

0056

図4は、本発明の他の実施形態による熱電発電モジュールを示す斜視図である。以下で説明する本発明の他の実施形態による熱電発電モジュールにおいて追加に説明しない構成要素は、前述した熱電発電モジュール100の構成要素と同様なので、詳しい説明を省略することとする。

0057

本発明の他の実施形態による熱電発電部130は、前述した実施形態とは異なって、複数個からなり得る。すなわち、前記熱電発電部130は、前記配管110の外周面の一部を取り囲むことができる。熱電発電部130は、第1シェル131、第2シェル132および複数個の熱電素子部133を含んでいてもよい。

0058

これにより、複数個の前記熱電発電部130それぞれが前記配管110の外側に設置されると、前記複数個の熱電発電部130は、前記配管110の外側を全部取り囲むことができる。

0059

このように、本発明の他の実施形態による熱電発電モジュール101に適用される熱電発電部130は、複数個からなるので、前記配管110に前記熱電発電部130を設置することが容易である。すなわち、本発明の他の実施形態による熱電発電モジュール101は、前述した実施形態とは異なって、既に設置された配管を交替することなく、既に設置された配管に追加に配管用熱電発電部130を設置することができる。

0060

また、本発明の他の実施形態による熱電発電装置101は、配管が設置された場所が狭い場合、設置が容易な配管の一部のみ熱電発電部130を設置することができる。

0061

以下では、本発明の実施形態による熱電発電装置について説明する。

0062

図5は、本発明の実施形態による熱電発電装置を示す概念図である。図5を参照すると、本発明の実施形態による熱電発電装置は、圧縮機210、熱電発電部230および気化器240を含む。

0063

図5に示されたように、圧縮機210は、貯蔵タンク200に貯蔵された液化燃料ガスの蒸発ガスを圧縮し、圧縮により形成された圧縮された蒸発ガスを供給することができる。

0064

貯蔵タンク200に貯蔵された蒸発ガスは、温度が非常に低いため、貯蔵タンク200から流出して圧縮機210に移動する速度が遅いことがある。

0065

したがって、貯蔵タンク200と圧縮機210との間に発熱部285を配置して蒸発ガスを加熱させることができる。例えば、ヒーターまたはハードワイヤー(hardwire)を含んでいてもよく、このような発熱部285は、一例に過ぎず、これに限定されるものではない。

0066

また、本発明の実施形態による熱電発電装置は、冷却器220をさらに含んでいてもよく、冷却器220は、圧縮機210と連結されていて、圧縮された蒸発ガスの温度を下げることができる。

0067

蒸発ガスは、複数の圧縮機210および複数の冷却器220を通過して気化器240に流入し得る。

0068

複数の圧縮機210を使用するものに比べて、単一圧縮機210を使用すると、圧縮機210の圧縮比が大きくなり、圧縮後に温度が高くなるので、圧縮効率が低いことがある。また、圧縮による圧縮された蒸発ガスの温度が過度に増加して圧縮機210が過熱され得、そのため、圧縮機210で消耗する電力が増加し得る。

0069

したがって、複数の圧縮機210を使用して圧縮効率を増加させ、また、複数の冷却器220を使用して圧縮された蒸発ガスの温度を下げて、圧縮機210で使用する電力を減少させることができる。

0070

この際、複数の冷却器220を通過した圧縮された蒸発ガスの温度は、液化燃料ガスの温度より高くてもよい。

0071

圧縮された蒸発ガスは、冷却器220と気化器240を連結させる第1配管281を介して移動することができ、液化燃料ガスは、貯蔵タンク200と気化器240を連結させる第2配管282を介して移動し得る。

0072

すなわち、第1配管281は、圧縮された蒸発ガスが気化器240に移動する通路を提供し、熱電発電部230の一面と接触し得る。また、第2配管282は、液化燃料ガスが気化器240に移動する通路を提供し、熱電発電部230の他面と接触し得る。

0073

したがって、熱電発電部230は、圧縮機210を通った圧縮された蒸発ガスと貯蔵タンク200から供給された液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行うことができる。すなわち、圧縮により圧縮された蒸発ガスの温度は、液化燃料ガスより高くなるので、熱電発電部230は、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行うことができる。

0074

また、図5に示されたように、液化燃料ガスが貯蔵タンク200から気化器240に移動する過程で第1ポンプ250および第2ポンプ260を通過する。

0075

第1ポンプ250は、第2配管282に設置されて、液化燃料ガスを昇圧させて移送でき、第2ポンプ260は、第1ポンプ250と気化器240との間に設置されて、第1ポンプ250から流出した液化燃料ガスを昇圧させることができる。

0076

すなわち、液化燃料ガスは、第1ポンプ250により貯蔵タンク200から流出して第2配管282を流れるようになり、第2ポンプ260で昇圧されて気化器240に流入し得る。

0077

船舶のME−GIエンジンの場合、150〜400bar(絶対圧力)程度の高圧ガス供給が要求される。

0078

したがって、液化燃料ガスがME−GIエンジンに供給される場合、例えば、第1ポンプ250は、ブースターポンプであってもよく、第2ポンプ260は、高圧ポンプであってもよい。

0079

すなわち、第1ポンプ250を介して貯蔵タンク200に貯蔵された液化燃料ガスの圧力が第2ポンプ260の流入圧力で昇圧されて移送され、圧力が上昇した液化燃料ガスは、第2ポンプ260を介してME−GIエンジンの供給に要求される圧力で昇圧され得る。

0080

このような第1ポンプ250および第2ポンプ260は、一例に過ぎず、これに限定されるものではなく、エンジンにより多様なポンプが使用され得る。

0081

なお、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスは、熱電発電部230を通過した後に統合され得る。熱電発電部230を通過した圧縮された蒸発ガスおよび液化燃料ガスが統合されるように、第1配管281および第2配管282が連結され得る。

0082

したがって、圧縮された蒸発ガスの温度により液化燃料ガスの温度が上がり得るので、低温の液化燃料ガスを気化させることに比べて気化器240の気化効率が上昇し得る。

0083

気化器240は、熱電発電部230を通過した圧縮された蒸発ガスおよび液化燃料ガスを気化させてエンジンに供給することができる。

0084

このような気化器240は、図6を参照して詳細に説明する。

0085

本発明の実施形態による熱電発電装置は、変換部270をさらに含んでいてもよい。

0086

変換部270は、熱電発電部230が生成した電気を変換させて圧縮機210、第1ポンプ250および第2ポンプ260に供給することができる。

0087

例えば、熱電発電部230で生成された電気の電圧が圧縮機210、第1ポンプ250および第2ポンプ260の定格電圧に合わせるための変圧器等を含んでいてもよく、圧縮機210、第1ポンプ250および第2ポンプ260に供給される電気の周波数を変換させることができる。このような電気の変換は、これに限定されず、多様な変換方法があり得る。

0088

したがって、図5に示されたように、本発明の実施形態による熱電発電装置は、蒸発ガスを気化させてエンジンの燃料として使用するので、蒸発ガスを再液化させる過程が不要であるため、構造が簡単になり得る。

0089

また、熱電発電部230で生成された電気を圧縮機210、第1ポンプ250および第2ポンプ260に供給して電力を節減できる。

0090

図6は、本発明の実施形態による熱電発電装置の気化器を示す。図6に示されたように、気化器240は、圧縮された蒸発ガスおよび液化燃料ガスが流入する引込み部241と気化燃料が引き出される引き出し部242とを連結させる移動管245を含み、移動管245と熱交換する海水が流れる空間を提供することができる。

0091

図5に説明したように、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスが統合されると、圧縮された蒸発ガスの温度によって液化燃料ガスの温度が上昇する。

0092

圧縮された蒸発ガスおよび液化燃料ガスは移動管245を通過する過程で気化器240の内部に流れる海水により加熱されて、気化燃料に変わり得る。

0093

図5を参照して説明したように、液化燃料ガスの温度が上昇するので、気化器240の気化効率が上昇し得る。

0094

図7は、熱電素子の一例を示す。図7に示されたように、熱電素子231は、N型素子P型素子からなる半導体であって、温度差がある第1媒体と第2媒体の熱が熱電素子231の一面および他面と接触する時、熱電素子231は、ゼーベック効果を用いて発電を行うことができる。

0095

ゼーベック効果は、二つの金属または半導体の間に温度差が発生すると、二つの金属または半導体を連結する閉回路電流が流れる熱電現象である。

0096

したがって、熱電発電部230は、直列に連結されたり並列に連結された熱電素子231からなり、熱電発電部230の一面と他面の温度差を用いて発電を行うことができる。すなわち、図5に示されたように、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行うことができる。

0097

図8図10は、本発明の実施形態による熱電発電装置の熱電発電部を示す。

0098

図8に示されたように、熱電発電部230は、圧縮された蒸発ガスが流れる第1配管281と液化燃料ガスが流れる第2配管282との間に配置され得る。

0099

この際、熱電発電部230の一面は、第1配管281と接触し、熱電発電部230の他面は、第2配管282と接触し、熱電発電部230は、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行うことができる。

0100

または、図9に示されたように、熱電発電部230は、第1配管281と第2配管282との間に位置し、第1配管281および第2配管282のうち一方は、他方の少なくとも一部を取り囲むことができる。

0101

例えば、熱電発電部230の一面が第2配管282と接触すると、熱電発電部230の他面は、圧縮された蒸発ガスが流れる第1配管281と接触し得る。または、これとは反対に、熱電発電部230の一面が第1配管281と接触すると、熱電発電部230の他面は、液化燃料ガスが流れる第2配管281と接触し得る。

0102

図10に示されたように、熱電発電部230は、第1配管281と液化燃料ガスが接触しないように第1配管281と液化燃料ガスとの間に隔壁として使用されてもよい。

0103

図10に示されたように、熱電発電部230が第1配管281を取り囲むので、第1配管281と液化燃料ガスが直接接触することができない。

0104

これとは異なって、第1配管281と液化燃料ガスが直接接触すると、第1配管281と液化燃料ガスとの間の熱交換が行われて、第1配管281を流れる圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差が小さくなり得る。

0105

したがって、熱電発電部230で生成される電気量が減少できるので、第1配管281と液化燃料ガスは分離されなければならない。

0106

図8図10に示された熱電発電部230で生成された電気は、上記で図5と関連して説明した変換部270を介して変換され得る。

0107

変換部270で変換させた電気は、圧縮機210、第1ポンプ250および第2ポンプ260に供給されて、圧縮機210、第1ポンプ250および第2ポンプ260で消耗する電力を節減できる。

0108

本発明の実施形態による熱電発電装置は、液化燃料貯蔵タンク200で発生する蒸発ガスを圧縮および冷却させた後、気化器240に流入させて、エンジンの燃料として使用でき、蒸発ガスを液化燃料ガス炉変換させる過程が省略されるので、構造が簡単になり得る。

0109

また、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差を用いて電気を生成し、生成された電気を圧縮機210、第1ポンプ250および第2ポンプ260に供給することにより、電力を節減できる。

0110

以下では、本発明の実施形態による結氷防止気化装置について説明する。

0111

図6を参照すると、一般的な気化器240は、引込み部241に引き込まれた液化燃料ガスは、熱交換媒体である海水と熱交換した後、気体状態の気化燃料ガスに変わり、気体状態の気化燃料ガスは、気化器240の引き出し部242から排出され得る。

0112

液化燃料ガスが気化器240を介して気化する過程で、引込み部241と隣接した移動管245の領域が液化燃料ガスと海水により結氷が発生し得る。引込み部241と隣接した移動管245の領域に結氷が発生すると、移動管245を通過する液化燃料ガスと海水との間の熱交換が円滑に行われないため、気化器240の性能が低下し得る。

0113

図11は、本発明の実施形態による結氷防止気化装置を示す。図11に示されたように、本発明の実施形態による結氷防止気化装置は、気化器300、熱電発電部310および発熱部320を含む。

0114

気化器300は、液化燃料ガスを気化燃料ガスに気化させる機器であって、液化燃料ガスが引入される引込み部301と気化燃料ガスが引き出される引き出し部302とを連結させる移動管303を含み、移動管303と熱交換する海水が流れる空間を提供することができる。

0115

熱電発電部310は、移動管303を介して移動する液化燃料ガスおよび気化燃料ガスのうち少なくとも一つを含む流体と海水との温度差により発電が可能である。

0116

移動管303を通過する過程で、液化燃料ガスは、液体状態から気体状態の気化燃料ガスに変わることができる。これにより、引込み部301に近いほど、流体中に液状である液化燃料ガスが、気相である気化燃料ガスに比べて多く、引き出し部302に近いほど流体中に気化燃料ガスが液化燃料ガスに比べて多いことがある。

0117

発熱部320は、引込み部301の表面に配置されて、熱電発電部310により生成された電力を利用して引込み部301と隣接した移動管303の領域が結氷するのを防止することができる。

0118

発熱部320は、ヒーターまたはハードワイヤーを含んでいてもよいが、このような発熱部320は、一例に過ぎず、これに限定されるものではない。

0119

本発明の実施形態による結氷防止気化装置の気化器300は、熱交換媒体である海水が流入する海水引込み部305と、海水が排出される海水引き出し部304とを含んでいてもよい。

0120

海水は、気化器300の内部で移動管303と熱交換後に排出されるので、海水移動ライン306は、海水の移動のためのポンプ307と海水の流量を調節する弁308とを含んでいてもよい。

0121

図11に示されたように、熱電発電部310は、移動管303を取り囲み、熱電発電部310の一側は、移動管303と接触し、熱電発電部310の他側は、海水と接触し得る。

0122

熱電発電部310は、引き出し部302に比べて引込み部301に近づくよう配置され得る。これは、移動管303を通過する流体が海水と熱交換する過程で引込み部301から引き出し部302の方向に行くほど、流体の温度が高くなるためである。

0123

すなわち引き出し部302の方向に行くほど、移動管303と海水の温度差が小さくなるため、熱電発電部310で生産される電力が小さくなり得る。

0124

これに対し、熱電発電部310が引き出し部302に比べて引込み部301に近づくように配置されると、相対的に多くの電力が生産され得る。

0125

発熱部320は、熱電発電部310から入力された電力により引込み部301の表面があらかじめ設定された第1温度以上に維持されるように、引込み部301の表面を加熱させることができる。このように、引込み部301の表面が加熱されると、熱が引込み部301と隣接した移動管303の領域に伝達されることにより、引込み部301と隣接した移動管303の領域が結氷するのが防止され得る。

0126

すなわち、移動管303を流れる流体と海水間の熱交換を阻害する結氷が防止されることにより、流体と海水の熱交換が円滑に行われて、気化器300の性能が向上し得る。

0127

本発明の実施形態による結氷防止気化装置は、制御部340をさらに含んでいてもよい。

0128

制御部340は、引込み部301の表面の温度が、第1温度と該第1温度より高い第2温度との間で維持されるように熱電発電部310で生産された電力を発熱部320に入力または遮断するスイッチ制御信号をスイッチ330に出力することができる。

0129

なお、引込み部301の表面に温度センサー350を設置することができる。温度センサー350により測定された引込み部301の表面の温度を示す温度センサー信号は、制御部340に入力され得る。

0130

制御部340は、引込み部301の表面があらかじめ設定された第1温度より低い時、熱電発電部310で生産された電力が発熱部320に入力され得るようにスイッチ330に熱電発電部310と発熱部320を電気的に連結させるスイッチ制御信号を出力することができる。

0131

また、制御部340は、引込み部301の表面が第2温度より高い時、熱電発電部310で生産された電力が発熱部320に入力されないように、スイッチ330に熱電発電部310と発熱部320を電気的に遮断させるスイッチ制御信号を出力することができる。

0132

引込み部301の表面の温度が第2温度より高いというのは、発熱部320に入力される電力が過多であることを示し、そのため、発熱部320が破損される可能性がある。

0133

すなわち、制御部340は、引込み部301の表面の温度が、第1温度と第2温度との間で維持されるようにして、引込み部301と隣接した移動管303の領域が結氷するのを防止することができ、また、発熱部320が過熱に起因して破損されるのを防止することができる。

0134

図12は、熱電半導体の一例を示す。図12に示されたように、温度差がある第1媒体と第2媒体の熱が熱電半導体311の一側および他側を介して移動する時、熱電半導体311は、ゼーベック効果を用いて電力を生産することができる。

0135

図13は、本発明の実施形態による結氷防止気化装置の熱電発電部の斜視図を示す。図13に示されたように、熱電半導体311が直列または並列に連結されて熱電発電部310が構成され得る。

0136

熱電発電部310は、移動管303を取り囲んでいるが、この際、熱電発電部310の一側は、移動管303と接触し、熱電発電部310の他側は、海水と接触し得る。

0137

図14および図15は、本発明の他の実施形態による結氷防止気化装置を示す図であり、スイッチ330、熱電発電部310および変換部360の間の配置の多様な変形実施形態を示す。図14および図15に示されたように、熱電発電部310で生産された電力が発熱部320の使用に適していない時、変換部360が使用できる。

0138

変換部360は、熱電発電部310で生産された電力を発熱部320に供給するのに適した電力に変換させることができる。このような変換部360は、本発明の実施形態による結氷防止気化装置の設置環境に応じて多様に変更され得る。

0139

例えば、熱電発電部310が生成した電気の電圧が発熱部320の正格電圧に合わない場合、変換部360は、熱電発電部310の電圧を発熱部320の定格電圧に合わせるための変圧器等を含んでいてもよい。

0140

図14および図15のように、スイッチ330は、熱電発電部310と変換部360との間に配置されたり、変換部360と発熱部320との間に配置されてもよく、また、制御部340で出力するスイッチ制御信号により熱電発電部310で生産した電力を発熱部360に入力または遮断させることができる。

0141

以上で参照された図面において本発明の実施形態による結氷防止気化装置は、気化器300の引込み部301と隣接した移動管303の領域が結氷するのを防止し、気化器300の性能を向上させることができる。

0142

また、本発明の結氷防止気化装置は、海水と液化燃料ガスとの温度差を用いて生産された電力で結氷を防止することにより、別途の電力消耗なしに結氷を防止することができ、海水の使用なしに結氷を防止することができ、気化器300の腐食問題を解決することができる。

0143

以下では、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置について説明する。

0144

図16は、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置を示す図である。図16を参照すると、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機400、駆動モーター410、冷却部420、熱電発電部430および変換部440を含む。

0145

圧縮機400は、気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成することができる。圧縮により、流体は、気化燃料ガスに比べて圧力と温度が全部上昇し得る。

0146

冷却部420は、冷却媒体を介して圧縮機400により上昇した流体の温度を降下させることができる。流体は、温度が降下して、最終的に液化燃料ガスに変わり得る。

0147

熱電発電部430は、温度が上昇した流体と冷却媒体との温度差により発電を行うことができる。すなわち、熱電発電部430は、流体と気化燃料ガス液化工程で使用される冷却媒体との温度差を利用して発電を行うことができる。冷却媒体は、冷却部420と熱電発電部430に別途に供給され得る。

0148

変換部440は、熱電発電部430から供給される電力を変換して駆動モーター410に供給することができる。このような変換部440は、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の設置環境に応じて多様に変更され得る。

0149

例えば、熱電発電部430で生産された電気の電圧が駆動モーター410の定格電圧に合わない場合、変換部440は、熱電発電部430の電圧を駆動モーター410の定格電圧に合わせるための変圧器等を含んでいてもよい。

0150

駆動モーター410は、圧縮機400に駆動力を提供することができる。駆動モーター410は、液化工程装置の供給電力の他に、熱電発電部430で生産された電力を使用できるので、気化燃料ガス液化工程装置の全体電力が節減され得る。

0151

本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機400と、駆動モーター410と、冷却部420と熱電発電部430とを含む液化工程部450を備え、複数の液化工程部450のうち一つの冷却部420から流出した流体は、他の一つの圧縮機400に流入し得る。

0152

複数の液化工程部450を使用すると、一つの液化工程部450を使用する時より、気化燃料ガスを圧縮させるのに必要とされる動力が減少し、圧縮効率をも高めることができ、冷却効率も増加し得る。

0153

また、複数の液化工程部450に含まれる熱電発電部430が電力を生産して駆動モーター410に供給することにより、複数の液化工程部450で消耗する電力を削減させることができる。

0154

図17図19は、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の熱電発電部の多様な変形例を示す斜視図および断面図である。

0155

図17および図18に示されたように、熱電発電部430は、流体が流れる第1パイプ460と冷却媒体が流れる第2パイプ465との間に位置し得る。第1パイプ460および第2パイプ465ののうち一方は、他方の少なくとも一部を取り囲むことができる。

0156

例えば、図17に示されたように、第1パイプ460が第2パイプ465を取り囲むと、熱電発電部430の一側が流体と接触し、熱電発電部430の他側が第2パイプ465と接触し得る。

0157

これに対し、図18に示されたように、第2パイプ465が第1パイプ460を取り囲むと、熱電発電部430の一側が冷却媒体と接触して熱電発電部430の他側が第1パイプ460と接触し得る。

0158

図19は、図17および図18と異なる熱電発電部を示す。図19に示されたように、熱電発電部430の一側は、圧縮機400を通過した流体と接触し、熱電発電部430の他側は、冷却媒体が流れる媒体パイプ470と接触し得る。

0159

熱電発電部430は、媒体パイプ470と流体が接触しないように媒体パイプ470と流体との間に隔壁として使用され得る。これとは異なって、媒体パイプ470が流体と接触する場合、発電量が減少したり、発電が行われないことがある。したがって、媒体パイプ470と流体が分離されなければならないが、本発明の実施形態の場合、熱電発電部430が隔壁の役割をするので、別途の構成なく媒体パイプ470と流体を分離することができる。

0160

媒体パイプ470は、流体が流れる方向と交差するように設置され得る。

0161

図17図19に示されたように、熱電発電部430は、熱電発電部430の一側と熱電発電部430の他側との温度差を利用して発電を行うことができる。

0162

熱電発電部430で生産された電力は、駆動モーター410に供給されて圧縮機400を駆動することができ、気化燃料ガス液化工程装置の電力が削減され得る。

0163

図20は、本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置を示す。図20に示されたように、本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機400、駆動モーター410、第1熱電発電部500、第2熱電発電部510および変換部440を含む。

0164

圧縮機400は、気化燃料ガスを圧縮して液化天然ガスを含む流体を形成でき、駆動モーター410は、圧縮機400に駆動力を提供することができる。

0165

第1熱電発電部500は、圧縮機400により上昇した流体の温度を冷却媒体を介して降下させることができ、第2熱電発電部510は、温度が上昇した流体と冷却媒体との温度差により発電を行うことができる。

0166

第1熱電発電部500および第2熱電発電部510は、複数の熱電素子を含んでいてもよい。熱電素子は、一側面と他側面の温度差による熱交換を通じて電力を生産するので、流体の熱が冷却媒体に伝達されるため、流体が冷却され得る。

0167

したがって、第1熱電発電部500は、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置に含まれる冷却部420のように圧縮機400により上昇した流体の温度を冷却媒体を介して降下させることができる。

0168

第1熱電発電部500と第2熱電発電部510は、いずれも、流体と冷却媒体との温度差を利用して発電可能であるが、流体と冷却媒体との温度差により第1熱電発電部500と第2熱電発電部510で生産される電力が同じでも異なっていてもよい。

0169

変換部440は、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510のうち少なくとも一つから供給される電力を変換して駆動モーター410に供給することができる。このような変換部440は、本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の設置環境に応じて多様に変更され得る。

0170

例えば、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510で生産された電気の電圧が駆動モーター410の定格電圧に合わない場合、変換部440は、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510の電圧を駆動モーター410の定格電圧に合わせるための変圧器等を含んでいてもよい。

0171

本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510で生産された電力を駆動モーター410に供給して、気化燃料ガス液化工程装置の電力を削減させることができる。

0172

本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機400と、駆動モーター410と、第1熱電発電部500と第2熱電発電部510とを含む液化工程部450を備え、複数の液化工程部450のうち一つの第1熱電発電部500から流出した流体は、他の一つの圧縮機400に流入し得る。

0173

複数の液化工程部450を使用することについては、先立って本発明の実施形態を介して説明されたので、これに関する説明は省略される。

0174

図17および図18に示されたように、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510のうち少なくとも一つは、流体が流れる第1パイプ460と冷却媒体が流れる第2パイプ465との間に位置し得る。

0175

第1パイプ460および第2パイプ465のうち一方は、他方の少なくとも一部を取り囲むことができる。

0176

例えば、図17に示されたように、第1パイプ460が第2パイプ465を取り囲むと、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510のうち少なくとも一つの一側が流体と接触し、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510のうち少なくとも一つの他側が第2パイプ465と接触し得る。

0177

これに対し、図18に示されたように、第2パイプ465が第1パイプ460を取り囲むと、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510のうち少なくとも一つの一側が冷却媒体と接触し、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510のうち少なくとも一つの他側が第1パイプ460と接触し得る。

0178

図19に示されたように、前記第1熱電発電部500および第2熱電発電部510のうち少なくとも一つの一側は、流体と接触し、第1熱電発電部500および第2熱電発電部510のうち少なくとも一つの他側は、冷却媒体が流れる媒体パイプ470と接触し得る。

0179

第1熱電発電部500および前記第2熱電発電部510のうち少なくとも一つは、媒体パイプ470と流体が接触しないように媒体パイプ470と流体との間に隔壁として使用され得る。隔壁の機能については、上記で本発明の実施形態により説明されたので、これに対する説明は省略される。

0180

以上で参照された図面において本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機400と冷却器420を多段で連結して気化燃料ガスを段階別に圧縮し、冷却させて、液化燃料ガスに炉変化させることができる。

0181

また、本発明の気化燃料ガス液化工程装置は、流体と冷却媒体との温度差を用いて生産された電力を気化燃料ガス圧縮機400の駆動モーター410に供給することにより、液化工程に使用される電力を削減させることができる。

0182

以上のように、本発明による実施形態を説明したが、先立って説明された実施形態以外にも、本発明がその趣旨や範疇から外れることなく、他の特定形態で具体化され得るという事実は、当該技術における通常の知識を有する者には自明である。したがって、前述した実施形態は、制限的なものでなく、例示的なものと見なされなければならず、これにより、本発明は、前述した説明に限定されず、添付の請求項の範疇およびその同等範囲内で変更されることもできる。

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