JP2002295795A - 液化ガス気化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液化ガス容器内の液化ガスから安全、確実か
つ安価に所定圧力以上の圧力を有する気化ガスを得る方
法の提供。 【解決手段】 液化ガス容器内に収容した液化ガスから
所定圧力以上の圧力を有する気化ガスを得る方法であ
り、前記所定圧力以上の圧力にするために、前記液化ガ
ス容器を温風加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化ガスから気化
ガスを得るための気化方法に関し、特に汎用される液化
石油ガス（ＬＰガス）から所定圧力以上の圧力を有する
気化ガスを得るのに好適な方法に関する。

【０００２】

【従来技術】近年における電力需要の飛躍的な増大によ
り発電設備の分散化が望まれる中で、省資源・省エネル
ギー又は地球温暖化防止の観点から発電設備における発
電効率の向上が大きな課題となっている。この対策の一
例として、石油や燃料ガスからのいわゆるコージェネレ
ーションが挙げられ、ディーゼル、ガスタービン、燃料
電池などの分野において広く利用されている。特にター
ビン（マイクロガスタービン）による発電及び温水供給
は、クリーンで環境負荷が少なく、かつ熱効率も高いた
め、地球温暖化問題のソリューションの手段として最近
脚光を浴びている。

【０００３】マイクロタービンによるコージェネレーシ
ョンを計画する場合、燃料としてＬＰガス（主としてプ
ロパンリッチガス）を使用することが有用とされてい
る。ＬＰガスは使用量が少量である場合には、例えばシ
リンダ型のガスボンベ等の小型容器（LPG10kg、20kg、
又は50kg入りボンベ）の上部に減圧弁を取り付け、この
減圧弁から直接ＬＰガスを取り出してそのまま利用する
ことができる。小型容器は容器の表面がＬＰガス蒸発時
の伝熱面となって液体ガスの気化を可能とするためであ
る。

【０００４】しかし、コージェネレーションで用いられ
るＬＰガス量は、一般家庭で消費されるＬＰガス量より
も遥かに多くなるため、ＬＰガス容器には一般的にバル
ク型容器（バルク貯槽）が用いられる。バルク貯槽は、
大型の容器（LPG500kg以上のタンク）であり、その分、
小型容器に比べて容器の表面積が大きい。したがって、
バルク貯槽の場合、最初は充分なＬＰガスの蒸発量を得
ることができるが、使用時間の経過とともに容器表面か
ら気化ガスを生成するのに必要な熱量が確保できなくな
る。このため、バルク貯槽の内部ＬＰガスの温度が次第
に低下し、バルク貯槽内の内部圧力（飽和圧力）も降下
する。マイクロガスタービンシステムでは、燃焼ガスの
供給圧力が所定圧力以上でないと機能しないため、この
ような内部圧力の降下はできるだけ抑える必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記マイクロガスター
ビンシステム内に所定圧力以上のＬＰガスを供給する目
的で蒸発器を設置する方法も検討されている。しかし、
法規制が厳しくなった今日において、蒸発器は構造上、
高圧ガス保全法の製造に該当するため、保安距離や保安
統括者等の人員を確保する必要があり、装置の大型化、
人件費の増大につながる。したがって、蒸発器の設置に
は、安全性とコスト高の両面で問題がある。

【０００６】一方、蒸発器の代わりに、バルク貯槽内の
ＬＰガスを温度上昇させることより強制的に気化させる
方法も提案されている。例えば、バルク貯槽に温水ジャ
ケットを巻き付け、該ジャケット内にマイクロガスター
ビンから得られる温水を流して貯槽内のＬＰガスを供給
するシステムも開発されている。このジャケット構造
は、上記高圧ガス保安法の製造には該当せず、かつ所要
動力が小さいというメリットがある。

【０００７】しかし、前記温水ジャケットは、塩化ビニ
ル製のフィルムでできているため、その耐久性に問題が
ある。例えば、温水ジャケットは外部から容易に傷つけ
られるため、ジャケット内部の温水が漏水する可能性が
高く、漏水すると温水による充分な温熱効果は得れな
い。また、冬期にガスタービンを停止すると、ジャケッ
ト内の水が凍結することもあり、このような凍結に起因
するジャケットの損傷や解凍を防止するため、不凍液を
添加し、又はジャケット内に絶えず温排水を循環させな
ければならず、余分な費用とエネルギーが消費されると
いう問題がある。

【０００８】かくして、本発明は、上記課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は使用に際し、何らの法規
制の適用を受けずに安全に使用することができる方法で
あって、液化ガス容器内の液化ガスから確実かつ安価に
所定圧力以上の圧力を有する気化ガスを得る方法を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、マイクロ
ガスタービンを普及させていくためには、一般家庭でＬ
ＰＧが暖房、炊事等に使用されるように、マイクロガス
タービン稼動時に何らの法規制、規則を必要としないで
ＬＰガスを気化させる方法につき鋭意検討を進め、本発
明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明の液化ガス気化方法は、
液化ガス容器内に収容した液化ガスから所定圧力以上の
圧力を有する気化ガスを得るために、液化ガス容器を温
風加熱する。

【００１１】本発明の方法であれば、安全、確実かつ安
価に液化ガスから所定の圧力以上の圧力を有する気化ガ
スを得ることができる。

【００１２】本発明の方法の好ましい態様では、液化ガ
スとしてＬＰガスを使用することができ、また、所定圧
力を０．４ＭＰａ以上とすることができる。液化ガスと
してＬＰガスを使用し、かつ圧力を０．４ＭＰａとすれ
ば、マイクロガスタービン等のコージェネレーションに
おいて好適に利用し得る。

【００１３】また、本発明の方法の好ましい態様とし
て、温風加熱する際の温風を排熱で作ることができ、ま
た、その温風加熱により液化ガス容器内の気相温度を少
なくとも０℃以上とすることができる。温風を排熱で作
ることができれば、省資源・省エネルギー等の観点から
好ましい。また、液化ガス容器内の気相温度が少なくと
も０℃以上であれば、液化ガスを確実に気化することが
可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の方法をさらに詳細
に説明する。本発明の方法では液化ガス容器に収容した
液化ガスが使用される。液化ガスは、所定温度と所定圧
力の下で液体から気体になり得るものであれば特に限定
はなく、例えば、ＬＰガス、ＤＭＥ（ジメチルエーテ
ル）ガス、都市ガス、ＣＮガス、ＬＮガスなどであって
もよい。好ましくはマイクロガスタービン等に汎用され
るＬＰガスである。また、液化ガスは、単一の成分から
なるガスであってもよく、また二以上の成分からなる混
合ガスであってもよい。例えば、ＬＰガスの場合、プロ
パン、ブタン、プロピレン、エタン、エチレン、ブタジ
エン等のＣ₁〜Ｃ₄成分からなる群から適宜選択して混合
されるものであってもよい。好ましくは、プロパンを６
０％以上含むＬＰガスである。

【００１５】本発明の方法で使用される液化ガス容器
は、シリンダ型等の小型容器又はバルク型等の大型容器
のいずれであってもよく、通常使用されるものを用いる
ことができる。好ましくはマイクロガスタービンで使用
されるバルク型の大型容器である。

【００１６】本発明の方法では、液化ガスを所定圧力以
上の圧力を有する気化ガスとするために液化ガス容器を
温風加熱する。コージェネレーションに使用されるマイ
クロガスタービンは、一定圧力以上の燃料ガスの供給が
要求される。そこで、本発明の方法は、マイクロガスタ
ービンの燃料供給にも対応することができるよう、少な
くとも０．４ＭＰａ以上の蒸気圧で供給可能とする。好
ましい蒸気圧は０．５ＭＰａ以上であるが、マイクロガ
スタービンの種類によっては０．９ＭＰａ以上の蒸気圧
であることがより好ましい。

【００１７】本発明の方法では、液化ガス容器を温風に
より加熱する。温風として使用される気体は、熱伝達が
可能な気体であればいずれの気体も使用することができ
る。安全性、入手のしやすさ、コスト安の観点からは空
気を使用することが好ましい。また、温風の熱源につい
ても特に制限はなく、例えば、温水、ヒータ、ガスター
ビン等で生じた排ガス（排熱）を利用することができ
る。省資源・省エネルギーの観点から排熱を利用するこ
とが好ましく、マイクロガスタービンで生じる高温の排
ガスを用いることが特に好ましい。

【００１８】本発明における温風の液化ガス容器への供
給方法は、液化ガス容器内の気相温度を所望の温度にし
得るものであれば公知の方法を用いることができる。例
えば、加温した気体を液化ガス容器に吹き付けたり、循
環させたりしても構わない。好ましくは液化ガス容器を
温風加熱するための専用の収納容器に収納し、その中で
温風を循環又は通過させる方法である。

【００１９】また、供給される温風の温度は、液化ガス
容器内の気化ガスの混合成分や混合比に応じて適宜決定
することができる。好ましくは液化ガス容器の気相温度
が少なくとも０℃以上になるように温風を供給する。液
化ガス容器の気相温度が少なくとも０℃以上の温度であ
れば、ＬＰガスの場合、液化ガス容器内のＬＰガスを気
化させて所望の圧力を有する気化ガスを得ることができ
る。好ましくは１０℃以上であり、さらに好ましくは１
５℃以上である。

【００２０】次に、図面を参酌しながら本発明の方法を
さらに具体的に説明する。図１は、ＬＰガスにおける本
発明の方法の第一実施例を示す説明図である。図１にお
けるバルク貯槽１は、バルク型の大型容器であり、収納
容器２内に収納される。バルク貯層１には、ＬＰガス注
入管９を通してＬＰガスが注入される。

【００２１】温風循環ダクト３から供給される温風によ
り、バルク貯槽１が加熱されると、バルク貯槽１内にあ
るＬＰガスの気相温度が上昇し、所定温度以上でＬＰガ
スが気化され、ＬＰ気化ガスとなる。発生したＬＰ気化
ガスは、ＬＰ気化ガス搬送管１０を通してマイクロガス
タービン等（図示せず）の燃料として供給される。

【００２２】一方、バルク貯槽１内のＬＰガスがマイク
ロガスタービン等（図示せず）の燃料として供給され続
けると、バルク貯槽１内のＬＰガス量が減少する。ＬＰ
ガス量が一定量以下になると、センサー（図示せず）が
作用して、ＬＰガス注入管９から新たなＬＰガスがバル
ク貯槽１に注入される。

【００２３】収納容器２は、その中にバルク貯槽１が収
納され、バルク貯槽１を温風加熱するため、外気の温度
に影響を受けにくく、かつ、収納容器２内の温度を一定
に保つことのできる保温性を有する材料で形成されるこ
とが好ましい。収納容器２には、温風循環ダクト３を介
して所定温度の温風が供給される。

【００２４】温風循環ダクト３は、所定温度の所定量の
温風を収納容器２に供給することができる。温風循環ダ
クト３は、所定温度以上の温風をバルク貯槽１に供給で
きるように、その形状、径、材料等が適宜変更されるこ
とができる。温風循環ダクト３は、温風循環ファン４及
び熱交換器５に接続される。温風循環ファン４は、温風
循環ダクト３内の温度降下した気体に再び熱を伝達して
所定温度以上の温風とするため、熱交換器５に強制的に
送還することができる。

【００２５】熱交換器５は、温水供給管７及び温水排水
管８を介してマイクロガスタービン等（図示せず）から
供給される温水の熱エネルギーを温風循環ダクト３内の
気体（空気）に伝達する。熱交換器５は、温水の熱を温
風循環ダクト内の空気に熱伝達するため、熱伝導率の高
い素材で形成されることが好ましい。また、熱交換器５
は、さらに熱変換率を維持し又は上げるために、ヒータ
などで装備するものであってもよい。

【００２６】熱交換器５の熱源は、マイクロガスタービ
ン等から得られる温水であり、この温水は、温水供給管
７及び温水排水管８を通して供給される。温水供給管７
及び温水排水管８は、温水を熱交換媒体とするため、耐
蝕性のある素材で形成されることが好ましい。また、温
水供給管７には温度調節弁６が設けられ、この弁の開閉
により供給する温水量を調節して所望の温度の温水を得
ることができる。一方、温水排水管８には熱交換器５で
熱交換された温水をポンプ１１を用いて強制的に循環さ
せることができる。

【００２７】熱交換器５を介して所定温度以上とされた
気体は、温風循環ダクト３を通じで収納容器２に搬送さ
れ、収納容器２内に設置されたバルク貯槽１を温風加熱
する。温風加熱後の温風は、温風循環ダクト３に取り込
まれ、循環ファン４により再び熱交換器５まで搬送さ
れ、以後この工程を繰り返すことが可能である。

【００２８】図２は、ＬＰガスにおける本発明の方法の
第二実施例を示す説明図である。図２におけるバルク貯
槽２１、収納容器２２、温風排気ファン２４、温風ダク
ト２３及び温風排気管３１、ＬＰガス注入管３２及びＬ
Ｐ気化ガス搬送管３３は、図１におけるバルク貯層１、
収納容器２、温風循環ファン４、温風循環ダクト３、Ｌ
Ｐガス注入管９、ＬＰ気化ガス搬送管１０にそれぞれ相
当するものであり、前記同様、所定の条件等を満たすも
のである。

【００２９】エアフィルタ２５は、外部から空気を吸入
するためのものであり、空気以外の不純物の吸込みを防
止するために、多層フィルタ構造を有するものであるこ
とが好ましい。フィルタの素材等については公知のもの
をそのまま用いることができる。

【００３０】温調ダンパ２６は、マイクロガスタービン
２８から供給される高温の排ガスの流量を調節扉で調節
することができる。また、空調ダンパ２７は外部から吸
入する空気の吸入量を調整扉で調節することができる。
温調ダンパ２６及び空調ダンパ２７をそれぞれ調節する
ことにより、排ガスと空気との混合比を調節することが
可能となり、所定温度の温風を得ることができる。

【００３１】マクロガスタービン２８から排気される排
ガスは、タービン排気管２９から排ガスとして排気され
る一方で、タービン排気供給管３０側にも供給される。
供給される排ガスは高温であるため、エアフィルタ２５
から吸引された空気と混入して所定温度の温風とされ
る。この際、温調ダンパ２６及び空調ダンパ２７により
温度と空気の混入量とが調整される。

【００３２】調整後の温風は、温風ダクト２３を通って
収納容器２２内に搬送され、収納容器２２内に設置され
たバルク貯槽２１を温風加熱する。温風加熱後の温風
は、温風排気管３１を通って温風排気ファン２４により
強制的に外部へ排気される。

【００３３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、液化ガス容器を温風加熱するため、ドライの状態で
液化ガスから所定圧力以上の圧力を有する気化ガスを得
ることができる。また本発明では、従来の温水ジャケッ
ト方式のように温水中に不凍液等を使用する必要はない
ため、ジャケットの耐久性の問題を解消でき、安全確実
かつ安価に液化ガスから気化ガスを得ることができる。
さらに本発明により得られる気化ガスは一定以上の圧力
を有するため、マイクロガスタービン等のコージェネレ
ーションの燃料供給に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＬＰガスにおける本発明の方法の第
一実施例を示す説明図である。

【図２】 本発明のＬＰガスにおける本発明の方法の第
二実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ バルク貯槽 ２ 収納容器 ３ 温風循環ダクト ４ 温風循環ファン ５ 熱交換器 ６ 温度調節弁 ７ 温水供給管 ８ 温水排水管 ９ ＬＰガス注入管 １０ ＬＰ気化ガス搬送管 １１ ポンプ ２１ バルク貯槽 ２２ 収納容器 ２３ 温風ダクト ２４ 温風排気ファン ２５ エアフィルタ ２６ 温調ダンパ ２７ 空調ダンパ ２８ マイクロガスタービン ２９ タービン排気管 ３０ タービン排気供給管 ３１ 温風排気管 ３２ ＬＰガス供給管 ３３ ＬＰ気化ガス供給管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液化ガス容器内に収容した液化ガスから
   所定圧力以上の圧力を有する気化ガスを得る方法であっ
   て、前記所定圧力以上の圧力にするために、前記液化ガ
   ス容器を温風加熱することを特徴とする前記方法。
2. 【請求項２】 前記液化ガスがＬＰガスである請求項１
   に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記所定圧力が０．４ＭＰａである請求
   項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記温風を排熱で作る請求項１〜３のい
   ずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記温風加熱により液化ガス容器内の気
   相温度を少なくとも０℃以上とする請求項１〜４のいず
   れか１項に記載の方法。