CN111194389B - 强制送风大气式气化器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强制送风大气式气化器。所述强制送风大气式气化器，其特征在于，包括：多个鳍状管，其在气化器框架内部沿气化器的高度方向和第1方向具有呈之字形延长的形态，内部通过高压的超低温气体，并沿垂直于所述第1方向的第2方向排列；大气循环装置，其连接在所述气化器框架的上端部，使其位于所述气化器框架的上端开口侧，使来自大气的空气流入所述气化器框架的内部或使流入所述气化器框架内部的来自大气的空气向气化器框架外部排出；以及，多个电加热器，其设置在所述气化器框架内部，使其位于所述气化器框架的上端开口或下端开口侧，沿所述多个鳍状管排列的方向排列且设置在所述多个鳍状管之间，使向所述气化器框架的内部流入的大气的温度上升到露点以上。

Description

强制送风大气式气化器
技术领域
本发明涉及一种气化器，更具体地，涉及一种热交换效率增大的强制送风大气式气化器。
背景技术
液化气是指将诸如LNG、液化氧气、液化氮气、液化氩气、液化氨、液化二氧化碳和液化环氧乙烷等在常用温度下以较低的压力在特征温度(零下-196～50℃)下能够液化的气体进行液化并储存在容器中或用于特定目的的液体状态气体。
另外，气化器是将从液化气储存罐中自动或强制性地排出的超低温液化气进行汽化的装置，也将在气化器中汽化的液化气以气态供应到消费处，并且有时也用于填充压力容器。
液化气的汽化方式主要有四种，更具体地分为开架式(OPEN[007]RACK)、介质流体式、水下燃烧式和大气式。
简要而言，开架式的气化器使用海水作为用于LNG汽化的热源，通常在运载LNG的船舶上实现。
介质流体式气化器使用丙烷、氟化烃或具有低冰点的类似制冷剂。
水下燃烧式的气化器包括浸没在水中的管，且该管由从燃烧器分散的燃烧气体加热。
最后，大气式气化器利用从大气吸收的热量可以使极低温液体汽化。
大气式气化器具有垂直或水平设置的多个管，且为提高热交换效率，各管形成有突出的鳍。
在大气式气化器中，液化天然气从下部向上部流动的同时通过与周围的空气热交换而实现汽化，且当与包括液化气的超低温流体相互热交换时，热介质(空气)温度下降至露点(dew point)以下，从而存在大量霜(Frost)以结垢(Foul ring)形态产生的问题。
发明内容
因此，本发明要解决的课题是提供一种强制送风大气式气化器，其能够增大热交换效率并防止热交换时以结垢形态产生的霜的产生。
本发明的一个实施例涉及的强制送风大气式气化器，其特征在于，包括：气化器框架，其上部和下部形状为四边形状，具有一定高度，具备上端开口和下端开口；气化器框架托架，其放置于地面并支撑所述气化器框架的下端部，使所述气化器框架的下端开口与地面相离；多个鳍状管，其设置在所述气化器框架的内部，沿所述气化器框架的高度方向和第1方向具有呈之字形延长的形态，内部通过高压的超低温气体，沿与所述第1方向垂直的第2方向排列；大气循环装置，其连接在所述气化器框架的上端部，位于所述气化器框架的上端开口侧，使来自大气的空气向所述气化器框架的内部流入或使流入所述气化器框架内部的来自大气的空气向所述气化器框架外部排出；以及，多个电加热器，其设置在所述气化器框架内部，位于所述气化器框架的上端开口或下端开口侧，沿所述多个鳍状管排列的方向排列且设置在所述多个鳍状管之间，使向所述气化器框架的内部流入的大气的温度上升到露点以上。
所述大气循环装置可以包括：大气循环用管道，其结合在所述气化器框架的上部框上；以及，大气循环用风扇，其设置在大气循环用管道内。
本发明的另一个实施例涉及的强制送风大气式气化器，包括：移动构件，其为包裹所述气化器框架的四边形状外周的四边框架形状；电加热器安装架，其为棒状，与所述电加热器的排列方向平行地设置，容纳于所述气化器框架内，所述棒状的两侧端部连接在所述移动构件，安装所述多个电加热器；驱动构件，其包括可旋转地设置在所述气化器框架的上端部的上部滑轮、可旋转地设置在所述气化器框架的下端部的下部滑轮(182)、连接在所述上部滑轮和下部滑轮(182)且一侧连接固定所述移动构件的钢丝、以及连接在所述下部滑轮(182)上使下部滑轮(182)沿正向和反向旋转的驱动发动机；当所述驱动构件使所述下部滑轮(182)沿正向和反向旋转时，所述钢丝旋转，固定在所述钢丝的一侧的所述移动构件沿所述气化器框架的高度方向上升和下降，从而使连接于所述移动构件的所述电加热器安装架上的多个电加热器在所述气化器框架内部移动。
发明效果
根据本发明涉及的强制吹风大气式气化器，流向通过超低温气体的鳍状管的来自大气的空气可以通过暖流现象增加与多个鳍状管的热交换效率，通过使流向鳍状管的空气温度高于露点温度，具有可以防止来自大气的空气与鳍状管之间热交换时以结垢(Fouling)形态产生的霜(Frost)产生的优点。
附图说明
图1是本发明的一个实施例涉及的强制送风大气式气化器的外观立体图。
图2是图1所示的气化器框架内部状态立体图。
图3是图2的底部立体图。
图4a至图4c是本发明的一个实施例涉及的强制送风大气式气化器的电加热器的安装状态立体图。
图5是用于说明本发明的另一个实施例涉及的强制送风大气式气化器的示意性立体图。
具体实施方式
以下，将参考附图对本发明的实施例涉及的强制送风式大气式气化器进行详细地说明。本发明可以进行多种变更且可以具有多种形态，特定的实施例将在附图中示出且在本文中进行详细描述。然而，应该理解的是，这并不是将本发明限定于特定的公开形态，而是包括本发明的思想和技术范围所包含的所有变更、均等物和替代物。在说明各个附图时，相似的附图标记用于相似的构成要素。在附图中，为了清楚起见，结构物的尺寸与实际尺寸相比扩大地图示。
尽管第1、第2等用语可以用于说明各种构成要素，但是所述构成要素不应受到所述用语的限制。所述用语仅用于将一个构成要素与其他构成要素区别开的目的。例如，在不脱离本发明的权利范围的基础上，第1构成要素可以被命名为第2构成要素，类似地，第2构成要素也可以命名为第1构成要素。
本申请中使用的用语仅用于说明特定的实施例，而不是用于限定本发明。除非上下文另外明确指出，否则单数表达包括复数的表达。在本申请中，应当理解的是，“包括”或“具有”等用语旨在指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、零件或其组合的存在，但是并不排除一个或以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、零件或其组合的存在或附加可能性。
除非另有定义，否则本文中所有用语，包括技术或科学用语，具有与本发明所属技术领域具有通常知识的技术人员通常理解的相同含义。一般使用的与字典中定义的含义相同的用语，应被解释成具有与相关技术的上下文的含义一致的含义，除非在本发明中明确定义，否则不应解释为理想的或过度地形式化的含义。
图1是本发明的一个实施例涉及的强制送风大气式气化器的外观立体图，图2是图1所示的气化器框架内部状态立体图，图3是图2的底部立体图，图4a至图4c是本发明的一个实施例涉及的强制送风大气式气化器的电加热器的安装状态立体图。
参考图1至图4c，本发明的一个实施例涉及的强制送风大气式气化器包括：气化器框架110、气化器框架托架120、多个鳍状管130、大气循环装置140以及多个电加热器150。
气化器框架110的上部和下部形状是四边形。例如，气化器框架110可以包括：四边框架形状的上部框111、四边框架形状的下部框112、与上部框111和下部框112各棱角部分垂直连接的多个第1垂直框113、设置在各第1垂直框113之间且与上部框111和下部框112连接的第2垂直框114、与第1垂直框113和第2垂直框114水平连接的多个水平框115、以及设置在所述下部框112的四方的棱角部分的支撑腿116。这种气化器框架110包括：通过所述上部框111形成的上端开口111a和通过所述下部框112形成的下端开口112a。另外，气化器框架110除上端开口111a和下端开口112a之外从外部密闭。
气化器框架托架120放置于地面并支撑气化器框架110的下端部，使气化器框架110的下端开口112a与地面相离。例如，气化器框架托架120可以包括：四边板形状的基板121、基板121的四边板形状的各棱角部分上具有的支柱形态的多个柱122。此时，气化器框架托架120的支撑腿116支撑于所述多个柱122上。
多个鳍状管130是在气化器框架110的内部具有沿气化器框架110的高度方向和与高度方向垂直的第1方向呈之字形延长的形态，内部通过高压的超低温气体，沿与第1方向垂直的第2方向排列。例如，多个鳍状管130的入口部(未图示)连接于气化器框架110的下部框112侧设置的吸气管10，出口部(未图示)连接于与所述吸气管10对称位置的排气管20，超低温气体可以通过所述吸气管10流入，且经过多个鳍状管130汽化的气体通过所述排气管20送至使用处。
大气循环装置140连接于气化器框架110的上端部，使其位于气化器框架110的上端开口111a侧。例如，大气循环装置140可以包括：结合在气化器框架110的上部框111上的大气循环用管道141和设置在大气循环用管道141内的大气循环用风扇142。这种大气循环装置140是，驱动所述大气循环用风扇142，使来自大气的空气流入气化器框架110的内部或使流入气化器框架110内部的来自大气的空气向气化器框架110外部排出。
多个电加热器150设置在所述气化器框架110内部，使其位于气化器框架110的上端开口111a或下端开口112a侧，并且沿所述多个鳍状管130排列的方向排列并设置在所述多个鳍状管130之间，使流入所述气化器框架110内部的大气的温度上升到露点以上。多个电加热器150排列的构造上没有特别的限制，例如，可以将棒状的框连接在气化器框架110的下部框112上，在棒状的框上排列多个电加热器150。这种电加热器150的设置状态在图4a至图4c中较好地展示。
以下说明通过本发明一个实施例涉及的强制送风大气式气化器将超低温气体汽化的过程。
首先，通过吸气管10在鳍状管130的内部供应超低温气体，供应的超低温气体可以沿着多个鳍状管130的内部通路向多个鳍状管130的出口部移动。
如此超低温气体通过多个鳍状管130内部时，位于气化器框架110的上端开口111a侧的大气循环装置140的大气循环用风扇142向大气循环用管道141内部吸入气化器框架外部的来自大气的空气，向大气循环用管道141内部吸入的空气通过气化器框架110的上端开口111a向气化器框架110的内部流入。
向气化器框架110的内部流入的空气通过多个电加热器150加热且温度上升。即，多个电加热器150在气化器框架110的内部发热，因此来自大气的空气向气化器框架110的内部流入时，通过多个电加热器150使空气的温度上升到露点温度(dew point)以上。
向气化器框架110的内部流入且通过多个电加热器150使温度上升到露点温度以上的空气接触多个鳍状管130，通过空气的温度与鳍状管130的温度之间的温度差实现热交换，同时通过鳍状管130的内部的超低温气体的温度上升并汽化，汽化的超低温气体排出到与鳍状管130的出口部相连的排气管20后，通过排气管20移送至使用处。
在气化器框架110的内部完成热交换的空气通过气化器框架110的下端开口112a排放到大气。
在这种热交换过程中，从大气流入的空气通过大气循环用风扇142被强制吸入，从而向气化器框架110的内部流入时，就会流入同时产生暖流现象，因此向气化器框架110的内部流入的来自大气的空气与多个鳍状管130热交换的过程活跃地进行。
利用这种本发明一个实施例涉及的强制送风大气式气化器，向超低温气体通过的鳍状管130流入的来自大气的空气通过暖流现象增加与多个鳍状管130的热交换效率，随着向鳍状管130流入的空气提升至露点温度以上，具有可以防止来自大气的空气与鳍状管130之间热交换时以结垢(Fouling)形态产生的霜(Frost)的发生的优点。
一方面，本发明一个实施例涉及的强制送风大气式气化器可以利用ICT融合复合技术实现系统自动和远程控制，并可以根据周边的气候环境选择性地运行，且控制室也可以在PC显示器或智能手机上实时监控运行状态。
以下，参考图5以本发明另一个实施例涉及的强制送风大气式气化器与本发明一个实施例涉及的强制送风大气式气化器之间的差异点为中心进行详细地说明。图5是用于说明本发明另一个实施例涉及的强制送风大气式气化器的示意性立体图。
参考图5，本发明另一个实施例涉及的强制送风大气式气化器除进一步包括移动构件160、电加热器安装架170以及驱动构件180之外，与本发明一个实施例涉及的强制送风大气式气化器相同，因此以移动构件160、电加热器安装架170以及驱动构件180为中心进行说明。
移动构件160、电加热器安装架170以及驱动构件180可以使多个电加热器150沿气化器框架110的高度方向上升和下降。
移动构件160具有四边框架形状，且结合在气化器框架110上，包裹气化器框架110的四边形状的外周。
电加热器安装架170设置为棒状。电加热器安装架170与电加热器150的排列方向平行地设置并容纳于气化器框架110内。电加热器安装架170的棒状的两侧端部连接于所述移动构件160，且安装有多个电加热器150。驱动构件180用于将电加热器安装架170的两侧端部连接到移动构件160，且驱动构件180用于将移动构件160和电加热器安装架170沿气化器框架110的高度方向上升和下降。驱动构件180可以包括可旋转地设置在气化器框架110上端部的上部滑轮181、可旋转地设置在气化器框架110下端部的下部滑轮182、连接在上部滑轮181和下部滑轮182且一侧连接固定有移动构件160的钢丝183、以及连接在下部滑轮182并使下部滑轮182沿正向和反向旋转的驱动发动机184。
以下对本发明另一个实施例涉及的强制送风大气式气化器的多个电加热器150上升和下降的过程进行说明。
为使多个电加热器150上升，将驱动发动机184驱动沿正向(例如，逆时针方向)旋转时，下部滑轮182正向旋转，当下部滑轮182旋转时钢丝183向上部滑轮181方向拉动并旋转，此时与钢丝183连接固定的移动构件160随钢丝183移动并向气化器框架110的上端部移动。
随着移动构件160的上升，连接在移动构件160的电加热器安装架170也一起向气化器框架110的上端部移动，使安装在电加热器安装架170的多个电加热器150上升。
为使多个电加热器150下降，将驱动发动机184驱动沿反向(例如，顺时针方向)旋转时，下部滑轮182反向旋转，当下部滑轮182旋转时钢丝183向下部滑轮方向拉动并旋转，此时与钢丝183连接固定的移动构件160随钢丝183移动并向气化器框架110的下端部移动。
随着移动构件160的下降，连接在移动构件160的电加热器安装架170也一起向气化器框架110的下端部移动，使安装在电加热器安装架170的多个电加热器150下降。
利用这种本发明另一个实施例涉及的强制送风大气式气化器，就可以使多个电加热器150向气化器框架110的上端部和下端部移动，从而可以防止向气化器框架110的内部流入的空气中与多个电加热器150远的空气温度降低，因此具有防止沿高度方向延长的鳍状管的整体长度区间内来自大气的空气温度的降低、且可以进一步增加热交换效率的优点。
一方面，本发明一个实施例涉及的强制送风大气式气化器，为了防止金属表面的腐蚀现象，在气化器框架110的表面涂布有防腐涂布层，涂布材料由20重量％的甲苯基三唑、15重量％的苯并咪唑、10重量％的三辛胺、15重量％的铪和40重量％的氧化铝组成，且涂布厚度为8μm。
甲苯基三唑、苯并咪唑和三辛胺具有防腐和防变色等作用。
铪是一种具有耐腐蚀性的过渡金属元素，具有出色的防水性和耐蚀性等作用。
氧化铝是以耐火度和化学安全性等目的而添加。
所述组成成分的比例和涂布厚度限定于如上所述数值的理由是：本发明者通过多次实验结果进行分析的结果表明，在所述比例时呈现最佳的防止腐蚀效果。
一方面，在本发明一个实施例涉及的强制送风大气式气化器的大气循环用管道141内部面与外部面上，为有效实现污染物质的附着防止和去除，可以形成涂布污染防止涂布用组合物的污染防止涂布层。
所述污染防止涂布用组合物包括摩尔比为1:0.01～1:2的烷醇酰胺和两性丙酸酯，烷醇酰胺和两性丙酸酯的总含量为相对于整体水溶液的1～10重量％。
所述烷醇酰胺和两性丙酸酯的摩尔比优选为1:0.01～1:2，摩尔比脱离所述范围时存在物体的涂布性降低或者涂布后表面的水分吸附增加而涂布膜脱落的问题。
所述烷醇酰胺和两性丙酸酯优选为整体组合物水溶液的1～10重量％，当不足1重量％时，存在物体的涂布性降低的问题，当超过10总量％时，由于涂布膜厚度的增加而容易发生结晶析出。
一方面，将该污染防止涂布用组合物在物体上涂布的方法优选为以喷涂法进行涂布。另外，所述物体上的最终涂布膜厚度优选为
Figure BDA0002442018080000103
更优选为
Figure BDA0002442018080000104
如果所述涂布膜的厚度不足
Figure BDA0002442018080000102
则存在高温热处理时劣化的问题，如果超过
Figure BDA0002442018080000101
则存在容易发生涂布表面的结晶析出的缺点。
另外，该污染防止涂布用组合物可以通过将0.1摩尔的烷醇酰胺和0.05摩尔的两性丙酸酯加入到1000mL蒸馏水中搅拌制备而成。
一方面，为防止表面的腐蚀现象，在本发明一个实施例涉及的强制送风大气式气化器的鳍状管130的表面可以涂布防腐涂布层，并且为防止腐蚀现象，本发明涉及的金属材料的表面涂布材料由35重量％的苯并三唑、5％重量％的硼、5重量％的CMC(羧甲基纤维素)、5重量％的锆、5重量％的钛、以及45重量％的氧化铝(Al2O3)构成。
苯并三唑是以防腐和防变色等目的而添加，硼是起到脱氧剂等作用。
CMC(羧甲基纤维素)是一种吸水性强的白色或乳白色粉末，易溶于水且呈现粘性，形成覆膜并起到分散剂等作用。
锆是起到提高耐磨性和耐腐蚀性等作用，钛是一种具有耐腐蚀性的过渡金属元素，为出色的防水性和耐蚀性等作用而配比。
氧化铝是以耐火度和化学安全性等目的而添加。
所述组成成分的比例限定为如上所述数值的理由是：本发明者通过多次实验结果进行分析的结果表明，在所述比例时呈现最佳的防腐效果。

Claims (2)

1.一种强制送风大气式气化器，其特征在于，包括：气化器框架(110)，其上部和下部形状为四边形状，具有一定高度，具备上端开口(111a)和下端开口(112a)；气化器框架托架(120)，其放置于地面并支撑所述气化器框架(110)的下端部，使所述气化器框架(110)的下端开口(112a)与地面相离；多个鳍状管(130)，其设置在所述气化器框架(110)的内部，沿所述气化器框架(110)的高度方向和第1方向具有呈之字形延长的形态，内部通过高压的超低温气体，沿与所述第1方向垂直的第2方向排列；大气循环装置(140)，其连接在所述气化器框架(110)的上端部，位于所述气化器框架(110)的上端开口(111a)侧，使来自大气的空气向所述气化器框架(110)的内部流入或使流入所述气化器框架(110)内部的来自大气的空气向所述气化器框架(110)外部排出；多个电加热器(150)，其设置在所述气化器框架(110)内部，位于所述气化器框架(110)的上端开口(111a)或下端开口(112a)侧，沿所述多个鳍状管(130)排列的方向排列且设置在所述多个鳍状管(130)之间，使向所述气化器框架(110)的内部流入的大气的温度上升到露点以上，所述强制送风大气式气化器还包括：移动构件(160)，其为包裹所述气化器框架(110)的四边形状外周的四边框架形状；电加热器安装架(170)，其为棒状，与所述电加热器(150)的排列方向平行地设置，容纳于所述气化器框架(110)内，所述棒状的电加热器安装架的两侧端部连接在所述移动构件(160)上，安装所述多个电加热器(150)；驱动构件(180)，其包括可旋转地设置在所述气化器框架(110)的上端部的上部滑轮(181)、可旋转地设置在所述气化器框架(110)的下端部的下部滑轮(182)、连接在所述上部滑轮(181)和下部滑轮(182)且一侧连接固定所述移动构件(160)的钢丝(183)、以及连接在所述下部滑轮(182)上使下部滑轮(182)沿正向和反向旋转的驱动发动机(184)；当所述驱动构件(180)使所述下部滑轮(182)沿正向和反向旋转时，所述钢丝(183)旋转，固定在所述钢丝(183)的一侧的所述移动构件(160)沿所述气化器框架(110)的高度方向上升和下降，从而使连接于所述移动构件(160)的所述电加热器安装架(170)上的多个电加热器(150)在所述气化器框架(110)内部移动。
2.根据权利要求1所述的强制送风大气式气化器，其特征在于，所述大气循环装置(140)包括：大气循环用管道(141)，其结合在所述气化器框架(110)的上部框(111)上；大气循环用风扇(142)，其设置在所述大气循环用管道(141)内。
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