JP2004360712A

JP2004360712A - Apparatus and method for supplying liquefied gas fuel

Info

Publication number: JP2004360712A
Application number: JP2003156076A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Taguchi; 裕久田口
Original assignee: Idemitsu Gas and Life Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Gas and Life Co Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP4282376B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for supplying a liquefied gas fuel which can supply the liquefied gas fuel of a vapor phase state at a stable flow rate to a supply designation, such as a gas turbine, etc. <P>SOLUTION: The apparatus 1 for supplying the liquefied gas fuel includes a storage container 2 for storing the gas as a supply origin of the liquefied gas fuel; a liquid level gage 4 for measuring the liquid level of the liquefied gas fuel in the storage container 2; and an evaporator 7 for vaporizing the liquefied gas fuel sent from the storage container 2, and supplies the liquefied gas fuel of the vapor phase state to the supply destination. A part of the liquefied fuel gas of the vapor phase state vaporized by the evaporator 7 in the apparatus 1 is sent to the storage container 2 in response to a decrease in a liquid level of the liquefied gas fuel shown by the liquid level gage 4. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料の供給方法に関する。更に詳しくは、容器に貯蔵された液化ガス燃料を気相状態でガスタービン等の供給先に送ることができる液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料の供給方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、ＬＰガス（液化石油ガス）等の液化ガス燃料は、一般家庭用の燃料に加えて、ガスエンジンヒートポンプ、マイクロガスタービン等のガスタービン、等の燃料として広く使用されている。これらのうち、例えば、マイクロガスタービンは、発電源及び熱源としての効果が大きく、また、排気ガスにおける窒素酸化物（ＮＯｘ）等の問題もないため、クリーンで環境に対する影響も少ないものとして近年注目されている。
【０００３】
このような液化ガス燃料をガスタービン等の供給先に送り出す供給装置としては、液化ガス燃料が貯蔵された供給元から送り出された当該燃料を、加熱手段等を有する蒸発器（気化器）等により気化し、昇圧して、気相状態となった液化ガス燃料を供給先に送る液化ガス燃料の供給装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。
また、前記したような液化ガス燃料を供給する装置における燃料の供給元としては、前記したような貯槽（いわゆるタンク）と容器（いわゆるボンベ）があり、貯槽は小容量から大容量なものまで幅広く存在する。一方、容器は一般に比較的小容量のものに限定されるものの、適用した場合にあっては装置が比較的簡便なものとなるという利点があり、広く用いられていた。
そして、このような液化ガス燃料の供給装置は、所定の供給流量及び供給圧力を確保して、ガスタービン等の供給先に対して液化ガス燃料を供給していく必要があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−６５０７４号公報（〔０００５〕、図１）
【特許文献２】
特開２００２−７１０９４号公報（〔請求項１〕、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したような従来の技術の多くは、貯蔵容器から液化ガス燃料を液体状態で送り出すに際して、容器内の液化ガス燃料の残量が多い場合にあっては特に問題はないのであるが、容器内の液化ガス燃料の残量が減少するにつれて、容器を連接する系内の圧力低下が起こり、それにより容器内の液化ガス燃料が気化してしまい、装置系内、例えば貯蔵容器の液取出口またはそれに連接するバルブ等でガス溜まりが生じることにより、供給される液化ガス燃料の流量が急激に低下するという問題が生じていた。
このように、従来の装置では、容器内における燃料の減少に起因する系内の圧力低下により、液化ガス燃料を所望の流量を維持したまま安定して供給先に送り出していくことは困難なのが実状であった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、気相状態の液化ガス燃料を、ガスタービン等の供給先に対して、安定した流量で供給することができる液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料の供給方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明の液化ガス燃料供給装置は、液化ガス燃料の供給元となり当該液化ガス燃料を貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器内における液化ガス燃料の液位を測定する液面計と、貯蔵容器から送り出される液化ガス燃料を気化させる蒸発器を備え、気相状態の液化ガス燃料を供給先に送る液化ガス燃料供給装置であって、前記液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下に応じて、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部が貯蔵容器に送られることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の液化ガス燃料の供給方法は、供給元である貯蔵容器から送り出された液化ガス燃料を蒸発器により気化し、気相状態の液化ガス燃料を供給先に送る液化ガス燃料の供給方法であって、前記貯蔵容器内における液化ガス燃料の液位を測定する液面計の液位の低下に応じて、前記蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部が貯蔵容器に送られることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の液化ガス燃料供給装置を構成する貯蔵容器は、液化ガス燃料の供給元であり、また当該ガスの貯蔵を行うものである。また、供給先がガスタービンの場合は、比較的大型の容器を使用することが好ましい。
また、本発明を構成する貯蔵容器は、その数を複数として、そのうちの数本を通常使用される容器として、残りの数本を予備容器として適用することが好ましい。当該予備容器も、前記した貯蔵容器と同様、液化ガス燃料の供給元であり、また貯蔵を行うものである。また、同様に、供給先がガスタービンの場合は、比較的大型の容器を使用することが好ましい。
なお、本発明の液化ガス燃料供給装置において、貯蔵容器や予備容器は、通常横置きされて備えられるが、縦置きにしても構わない。
【００１０】
本発明における液化ガス燃料としては、所定の圧力と所定の温度のもとで液体から気体になりうるものであれば特に制限はなく、例えば、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、プロパンまたはブタンを主成分とする液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）等を好適に使用することができる。
なお、液化ガス燃料は、単一の成分からなるものであってもよく、また、二以上の成分が混合されたものであってもよく、例えば、前記したジメチルエーテル（ＤＭＥ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）等を任意の比率で混合した液化ガス燃料としてもよい。また、液化石油ガス（ＬＰＧ）であれば、プロパン成分を６０％以上含む液化石油ガス（ＬＰＧ）としてもよい。
【００１１】
液面計は、貯蔵容器内における液化ガス燃料の液位を測定するものであり、例えば、フロート変位液面計等や、マグゲージ等のマグネット式のレベルセンサを備えたもの等、従来公知のものを使用することができる。
なお、本発明における液位とは、容器の最低部からの高さのことを意味する。
【００１２】
蒸発器は、気化器とも呼ばれ、貯蔵容器から送り出される液化ガス燃料を気化させるために用いられるものであり、例えば、電熱式（電熱温水式）や、直接温水加熱方式、間接温水加熱方式、直熱式等のスチーム式、温水式、ガス式、空温式等の従来公知の方式を用いた蒸発器を使用することができる。
【００１３】
そして、本発明の液化ガス燃料供給装置は、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下に応じて、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部が貯蔵容器に送られることを特徴とするものである。
前記したように、本発明の装置は、気相状態の液化ガス燃料を供給先に送り出していくものであるが、当該液化ガス燃料の供給が進み、貯蔵容器内の液化ガス燃料の残量が減少する。それにつれて、容器を連接する系内の圧力低下が起こり、それにより容器内の液化ガス燃料が気化してしまい、装置系内、例えば貯蔵容器の液取出口またはそれに連接するバルブ等でガス溜まりが生じることにより、液面計の示す液化ガス燃料の液位が急激に低下し、かつ、供給される液化ガス燃料の流量が急激に落ちることとなっていた。そこで、本発明の装置では、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下に応じて、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部を貯蔵容器に送るようにして、かかる容器の液取出口またはそれに連接するバルブ等でのガス溜まり等の発生を防止し、液化ガス燃料の供給流量の低下を抑制している。
ここで、本発明においては、例えば、所定値として、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下が、容器の液位全体に対して１０％以下、好ましくは３０％以下となった場合に、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部が貯蔵容器に送られるようにすることが好ましい。
また、本発明においては、蒸発器により気相状態とされた、圧力が０．３〜１．０ＭＰａの液化ガス燃料のうちの１０〜３０質量％程度、好ましくは１５〜２０質量％程度が貯蔵容器内に送られるようにすればよい。
なお、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の貯蔵容器に対する送り出しは、継続して行うようにしてもよいが、通常はある程度の量が送り出されれば、貯蔵容器が加圧状態となり、貯蔵容器を含む装置系内の圧力低下が抑制され、容器の液取出口またはそれに連接するバルブ等でのガス溜まり等は防止され、貯蔵容器内の液化ガス燃料の液位が正常に検知されることになるため、ある程度の気化状態の液化ガス燃料が送り出されたら、送り出しを停止したり、送り出される気化状態の液化ガス燃料の量を調整しても構わない。これは、あらかじめ設定値を決めて、送り出しの停止または量の調整を制御することが好ましい。
【００１４】
この本発明によれば、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下に応じて、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部が貯蔵容器に送られることになるので、貯蔵容器が加圧され、貯蔵容器を含む装置系内の圧力低下が抑制される。そのため、容器内の液化ガス燃料が気化することによって装置系内、特に容器の液取出口またはそれに連接するバルブ等でのガス溜まりが生じたりすることもなく、液化ガス燃料の供給流量の低下も防止される。従って、供給先に対して、気相状態の液化ガス燃料を安定した流量で供給可能な液化ガス燃料供給装置を提供するものである。
【００１５】
本発明の液化ガス燃料供給装置は、貯蔵容器に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しを、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下に応じて制御する制御部を設けることが好ましい。
この本発明によれば、貯蔵容器に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しについて、装置系内に制御部を設けて、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下に応じて制御するようにしているため、貯蔵容器内の液化ガス燃料の減少に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しとを一連の自動制御で行うことができ、貯蔵容器に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しを効率よく行うことを可能とする。そして、液化ガス燃料の供給流量の低下も更に防止されることとなり、供給先に対して、気相状態の液化ガス燃料をより安定した流量で供給することを可能とする。
【００１６】
かかる制御部による気相状態の液化ガス燃料の送り出しの制御は、例えば、貯蔵容器と蒸発器との間に送り弁を設け、当該送り弁を通常は閉じた状態としておく一方、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下が所定値以下となった場合に、当該送り弁が開くように制御し、気相状態の液化ガス燃料の一部が貯蔵容器内に送り出されるようにすればよい。
また、制御部は、マイクロコンピュータ等を有し、液面計の示す液化ガス燃料の液位が所定値以下となった情報を受けて、前記の送り弁を、通常の「閉」の状態から「開」の状態へと切り換えるような制御プログラムを有することが好ましい。
【００１７】
本発明の液化ガス燃料装置は、貯蔵容器が予備容器を備え、かつ、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下状態の経過時間に応じて、液化ガス燃料の供給元が予備容器に切り換えられて当該液化ガス燃料を送り出されることが好ましい。
この本発明によれば、液化ガス燃料の供給元となり当該液化ガス燃料を貯蔵する貯蔵容器が予備容器を備えており、貯蔵容器内における液化ガス燃料の液位を測定する液面計と、貯蔵容器から送り出される液化ガス燃料を気化させる蒸発器を備え、気相状態の液化ガス燃料を供給先に送る液化ガス燃料供給装置であって、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下のに応じて、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部が貯蔵容器に送られ、かつ、前記した液位の低下状態の経過時間に応じて、液化ガス燃料が供給元を予備容器に切り換えられて送り出されるため、安定した流量の液化ガス燃料が継続して供給元から送り出すことができる。従って、供給先に対する気相状態の液化ガス燃料の供給を安定した流量でより一層好適に行うことができる液化ガス燃料供給装置を提供する。
ここで、本発明においては、前記したように、例えば、所定値として、液面計に示される液化ガス燃料の液位が、容器全体の液位に対して１０％以下、好ましくは３０％以下となった状態において、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部（蒸発器により気相状態とされた液化ガス燃料のうちの１０〜３０質量％程度、好ましくは１５〜２０質量％）が貯蔵容器に送られるようにすることに加えて、かかる低下状態の経過時間が、あらかじめ設定した所定の時間（所定時間）として、例えば６０秒〜１２０秒が経過した状態となった場合には、液化ガス燃料の供給元を予備容器に切り換えて送り出されるようにすることが好ましい。
【００１８】
本発明の液化ガス燃料は、貯蔵容器に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しを、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下に応じて、及び液化ガス燃料の供給元の切り換えを、貯蔵容器内の液化ガス燃料の液位の低下状態の経過時間に応じて制御する制御部を設けることが好ましい。
この発明によれば、貯蔵容器に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しと液化ガス燃料の供給元の切り換えについて、装置系内に制御部を設けて、貯蔵容器内における液化ガス燃料の液位の低下、及び当該液位の低下状態の経過時間に応じて制御するようにしているため、貯蔵容器内の液化ガス燃料の減少に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出し、及び供給元となる容器の切り換えとを全て一連の自動制御で行うことができ、貯蔵容器に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しをより効率よく行うことができる。そして、前記した効果を、より効率的にして享受することを可能とする。
【００１９】
かかる制御部による、気相状態の液化ガス燃料の送り出しについての制御は前記したとおりである。
また、液化ガス燃料の供給元の切り換えは、例えば、貯蔵容器が予備容器を備えており、通常状態では貯蔵容器のみを使用する場合にあっては、当該貯蔵容器と予備容器に燃料切換弁を設けておき、液面計の示す液位の低下状態が、経過時間が、あらかじめ設定した所定の時間が経過しても回復せず、液位が所定値より大きくならない場合には、貯蔵容器に設けられた燃料切換弁を「開」から「閉」とし、その一方で予備容器に設けられた燃料切換弁を「閉」から「開」の状態となるように制御すれば、液化ガス燃料の供給元が簡便に切り換えられ、予備容器内の液化ガス燃料が送り出されることになる。
なお、この場合にあっては、貯蔵容器と蒸発器との間に設けられた送り弁を閉じた状態としてもよく、更には、その後、液面計の示す液化ガス燃料の液位が所定値以下となった場合には、前記した貯蔵容器の場合と同様、蒸発器により気相状態とされた液化ガス燃料の一部を予備容器内に送るように制御してもよい。
【００２０】
そして、この制御部も、マイクロコンピュータ等を有し、液面計の示す液化ガス燃料の液位が所定値以下となった情報を受けて、貯蔵容器と蒸発器の間に設けられた送り弁を通常の「閉」から「開」と切り換える制御プログラムと、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下した状態が所定時間以上経過したという情報を受けて、貯蔵容器と予備容器に設けられた燃料切換弁の開閉を切り換えるような制御プログラムを有することが好ましい。
【００２１】
本発明の液化ガス燃料供給装置は、供給先がガスタービンであることが好ましい。
本発明は、気相状態の液化ガス燃料を安定した供給流量および供給圧力で供給先に送り出すことができるため、供給先をガスタービンとすることにより、当該ガスタービンの性能を最大限に発揮させることができるという点で有効である。
【００２２】
本発明の液化ガス燃料供給装置は、液化ガス燃料がジメチルエーテル（ＤＭＥ）であることが好ましい。
この本発明によれば、液化ガス燃料がジメチルエーテル（ＤＭＥ）であるため、
硫黄分等の不純物を含まず、燃焼時の排ガスも不純物がないクリーンなものとなる。また、供給先を例えば燃料電池とする場合には、液化ガス燃料を液化石油ガス（ＬＰＧ）と比較して低い温度での改質を可能とする液化ガス燃料装置とすることができる。
【００２３】
本発明の液化ガス燃料の供給方法は、貯蔵容器から送り出された液化ガス燃料を蒸発器により気化し、気相状態の液化ガス燃料を供給先に送る液化ガス燃料の供給方法であって、貯蔵容器内における液化ガス燃料の液位を測定する液面計の液位の低下に応じて、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部が貯蔵容器に送られることを特徴とするものである。
この本発明によれば、前記したと同様、容器内の液化ガス燃料が気化することによって装置系内でガス溜まりが生じたりすることもないため、液化ガス燃料の供給流量の低下も防止されて、供給先に対して、気相状態の液化ガス燃料を安定した流量で供給することを可能とする液化ガス燃料の供給方法を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の液化ガス燃料の供給方法は、貯蔵容器が予備容器を備え、かつ、貯蔵容器内における液化ガス燃料の液位の低下状態の経過時間に応じて、液化ガス燃料の供給元が予備容器に切り換えられて液化ガス燃料が送り出されることが好ましい。
この本発明によれば、前記したと同様に、安定した流量の液化ガス燃料が継続して供給元から送り出されることとなり、供給先に対して、気相状態の液化ガス燃料を安定した流量での供給をより一層好適に行うことができる液化ガス燃料の供給方法を提供することとなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（Ａ）第１実施形態：
図１は、本発明の液化ガス燃料供給装置の一態様を示した概略図であり、図１中、１は液化ガス燃料供給装置、２は貯蔵容器、２ａは予備容器、３は燃料切換弁、４は液面計、５はポンプ、６はアキュムレータ、７は蒸発器、８は温水タンク（熱源）、９は流量調整バルブ、１０はガス流量計、１１は制御部、１２はガスタービン、１３は送り弁を、それぞれ示す。
【００２６】
本実施形態における貯蔵容器２は、液化ガス燃料を貯蔵するとともに、液化ガス燃料装置１における当該燃料の供給元となる。
本実施形態では、液化ガス燃料の供給元として、通常時に使用される貯蔵容器２のほか、予備容器２ａがともに横置きされて備えられている。
かかる燃料の供給元としての両者の切り換えは、貯蔵容器２及び予備容器２ａのそれぞれに連接される燃料切換弁３の開閉により適宜調整することができ、また、かかる燃料切換弁３の開閉は、後記する制御部１１で制御され、両容器の選択が簡便に行われる。
なお、図示しないが、本実施形態では、液化ガス燃料としてジメチルエーテル（ＤＭＥ）が用いられている。
【００２７】
液面計４は、貯蔵容器２から送り出された液化ガス燃料の流量度合を確認するものであり、マグゲージ等のマグネット式のレベルセンサを備えたもの等、従来公知のものを使用することができる。本実施形態においても、液面計４にはレベルセンサ４ａが備えられており、貯蔵容器２内の液化ガス燃料の液位が所定量以下となった場合に、警報等を発したり、後記する制御部１１にその情報を伝達することができる。また、液面計４としては、チャンバ機能を備えたものを使用することが好ましい。
【００２８】
ポンプ５は、貯蔵容器２から送り出されてくる液化ガス燃料を定量的に蒸発器７に供給するものであり、プランジャー式（ピストン式）、ダイヤグラム式等、流体を所定の圧力で供給できるものであれば特に制限はなく、また、アキュムレータ６が備えられることにより、流体の圧力を蓄えて、瞬間的に大量の圧力流体を供給したり、流体である液化ガス燃料の脈動や衝撃圧などを吸収することができる。
【００２９】
蒸発器７は、前記した貯蔵容器２から送り出された液相状態の液化ガス燃料を気化して気相状態にするものである。本実施形態においては、温水タンク８で加熱された熱媒（温水）が蒸発器７内を循環させて、当該蒸発器７を通過させる方式を採用している。
また、温水タンク８は、電気ヒータ（図示しない）により熱媒（温水）を調製する方式のものを採用している。
【００３０】
液量調整バルブ９は、気相状態の液化ガス燃料の流量を設定するものであり、例えば、送られてくる気相状態の液化ガス燃料の流量値を約３０ｋｇ／ｈｒ程度に設定して、供給先に送り出すことができる。ただし、これは、あくまでも一例を示したものであり、かかる数値には何ら限定されるものではない。
【００３１】
ガス流量計１０は、前記の液量調整バルブで調整された気相状態の液化ガス燃料の流量を測定するものである。ガス流量計１０としては、例えば、渦流計、オーバル式流量計等、従来公知のものを適宜使用することができる。
なお、図示しないが、蒸発器７とガス流量計１０との間に、コンプレッサーを設置して、気相状態の液化ガス燃料の昇圧を行ってもよい。
【００３２】
制御部１１は、例えばマイクロコンピュータ等により構成されているものを使用することができる。
本実施形態では、かかる制御部１１は、図１に示されるように、「（イ）液面計４で検出される液化ガス燃料（ジメチルエーテル）の液位」等のデータが入力され、当該データの入力により、「（ロ）送り弁１３の開閉」、「（ハ）燃料切換弁３の開閉」等の駆動を制御することができる。例えば、液面計４の示すジメチルエーテルの液位の低下に応じて、送り弁１３が開き、蒸発器７で気化された気相状態のジメチルグリコールの一部が貯蔵容器２に送り戻されるようにする制御プログラムを有しているものや、液面計４の示すジメチルエーテルの液位が所定値以下の状態（低下状態）が所定時間以上経過すると、貯蔵容器２及び予備容器２ａに連接されている燃料切換弁３の開閉状態を調整して、ジメチルエーテルの供給元を貯蔵容器２から予備容器２ａに切り換えるようにする制御プログラムを有しているもの等を使用することができる。なお、制御部１１に入力されるデータは、画面上に表示することが好ましい。
【００３３】
そして、前記した流量調整バルブ９により流量が調整された液化ガス燃料は、気相状態でガスタービン１２等の供給先に送り出されることとなる。本態様では、図１に示したように供給先としてガスタービン１２を示しているが、かかる供給先は、燃料電池や燃料機器としてもよい。
【００３４】
次に、図１を用いて、本態様における液化ガス燃料供給装置１の運転動作の一例を説明する。
図１の液化ガス燃料供給装置１において、貯蔵容器２及び予備容器２ａには液温度が約２０℃のジメチルエーテルが充填されている。また、燃料切換弁は、貯蔵容器２と連接されるもの（３）が「開」に、また、予備容器２ａと連接されるもの（３ａ）が「閉」の状態となっている。
【００３５】
かかる液化ガス燃料供給装置１では、貯蔵容器２から液相状態のジメチルエーテルが送り出され、ポンプ５、アキュムレータ６を通過して、蒸発器７に供給される。蒸発器７では、温水タンク８から供給される約８５℃の温水が循環されており、供給される液相状態のジメチルエーテルを強制加熱して気相状態とする。
【００３６】
蒸発器７により気相状態とされたジメチルエーテルは、流量調整バルブ９を通過することにより、供給流量が約３０ｋｇ／ｈｒ、供給圧力が約０．６ＭＰａに調整される。流量及び圧力が調整された、温度が約７０℃のジメチルエーテルは、気相状態で供給先のガスタービン１２に送り出されていく。
【００３７】
かかる運転動作により、気相状態のジメチルエーテルの安定した供給が続く一方、貯蔵容器２内のジメチルエーテルが順次消費されていくと、容器２の液取出口またはそれに連接するバルブ等に生じるガス溜まりの影響により、液面計４で示されるジメチルエーテルの液位が急激に降下する。そして、所定値（約２５％）以下となると、レベルセンサ４ａが作動して、情報を制御部１１に伝達する。
かかる情報を受けた制御部１１は、蒸発器７と貯蔵容器２の間に設けられた送り弁１３を「開」とするように指令する。すると、送り弁１２が開かれ、蒸発器７で気化された、圧力が約０．６ＭＰａのジメチルエーテルのうちの約１５質量％が、蒸発器７から貯蔵容器２に送り戻されることとなる。
このようにして、気化されたジメチルエーテルが貯蔵容器２に送られることにより、貯蔵容器２が加圧されて、貯蔵容器２系内における圧力の低下が抑制され、容器２の液取出口またはそれに連接するバルブ等のガス溜まり等の問題も解消する。その結果、液面計４が貯蔵容器２内のジメチルエーテルの液位を正常に測定するようになり、液面計４が示す貯蔵容器２内におけるジメチルエーテルの液位が設定値（通常約５０〜７０％、本態様では約６５％とする）以上に復旧し、供給先であるガスタービン１２に対して流量の安定した供給を維持できることとなる。
【００３８】
図２は、本実施形態の液化ガス燃料供給装置１における、前記の運転動作を示すフローチャートである。
装置１が起動され、運転が開始されると、供給先であるガスタービン１２に対して気相状態のジメチルエーテルの供給がされる（Ｓ１）とともに、貯蔵容器２内におけるジメチルエーテルが徐々に減少していく。すると、容器２の液取出口またはそれに連接するバルブ等に生じるガス溜まりの影響で、液面計４で示される、貯蔵容器２内におけるジメチルエーテルの液位が低下していく（Ｓ２）。そして、流量計４が示す貯蔵容器２内のジメチルエーテルの液位が所定値（約２５％）以下となった場合には、かかる情報が制御部１１に伝達される（Ｓ３、Ｓ４）。
情報を伝達した制御部１１は、貯蔵容器２と蒸発器７との間に設けられている送り弁１２を「開」の状態とする信号を発して、送り弁１３が開けられる（Ｓ５）。すると、蒸発器７により気相状態とされたジメチルエーテルのうちの約１５質量％が、開放された送り弁１３を通過して貯蔵容器２内に送り戻される（Ｓ６）。
このようにして、気相状態のジメチルエーテルが貯蔵容器２内に送り戻され、液面計４の示すジメチルエーテルの液位が、あらかじめ決めた所定時間（例えば約８０秒）内に液位が所定値（約２５％）より大きくなり（Ｓ７）、かつ、液面計４の示すジメチルエーテルの流量が、設定値（約６５％）以上に復旧したら（Ｓ８）、送り弁１３を「閉」の状態に戻し（Ｓ９）、蒸発器７内の気相状態の液化ガス燃料の、貯蔵容器２に対する送り出しが停止され、装置１の運転が継続される。一方、液面計４の示すジメチルエーテルの液位が、前記所定時間（約８０秒）内に液位が所定値（約２５％）より大きくなっても（Ｓ７）、液面計４の示すジメチルエーテルの流量が、設定値（約６５％）以上に復旧しない場合には、送り弁１３は「開」の状態のままで、蒸発器７からの気相状態のジメチルエーテルの送り出しは継続される。
【００３９】
前記した本実施形態（第１実施形態）の液化ガス燃料供給装置１によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）本態様の液化ガス燃料供給装置１は、供給元である貯蔵容器２内のジメチルエーテルの残量が多いときはもちろん、当該貯蔵容器２内におけるジメチルエーテルの残量が減少していき、液面計４の示すジメチルエーテルの液位が所定値以下となった場合であっても、液位の低下に応じて蒸発器７で気化された高圧のジメチルエーテルの一部が貯蔵容器２に送られるため、ジメチルエーテルの供給流量の低下も起こることなく、供給先であるガスタービン１２に対して流量の安定した供給を維持することができる。
【００４０】
（２）液面計４の示すジメチルエーテルの液位が所定値より小さくなった場合に、液位の液化に応じて蒸発器７と貯蔵容器２の間に設けられた送り弁１２を開くことができる制御部１１を設けているため、液面計４のジメチルエーテルの液位の低下に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しを一連の自動制御で行うことができ、貯蔵容器２に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しを効率よく行うことを可能とする。従って、ジメチルエーテルの供給流量の低下も更に抑えられることとなり、供給先であるガスタービン１２に対して、気相状態のジメチルエーテルが安定した流量で供給することとなる。
【００４１】
（３）液化ガス燃料をジメチルエーテルとしているため、硫黄分等の不純物を含まず、燃焼時の排ガスがクリーンなものとなり、例えば供給先を燃料電池とする場合、液化ガス燃料を液化石油ガス（ＬＰＧ）とした場合と比較して低い温度での改質を可能とする液化ガス燃料装置とすることができる。
【００４２】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としてもよい。
【００４３】
（Ｂ）第２実施形態：
前記の実施形態（第１実施形態）においては、液面計４の示すジメチルエーテルの液位の低下に応じて、送り弁１３が開き、蒸発器７で気化されるジメチルエーテルのうちの一部が蒸発器７から貯蔵容器２に送り戻されることにより、供給先であるガスタービン１２に対して流量の安定した供給を維持できる態様を示したが、当該貯蔵容器２内のジメチルエーテルの残量がごくわずかであったり、貯蔵容器２と連接される装置系内等に不具合が生じた場合にあっては、蒸発器７で気化されるジメチルエーテルのうちの一部が蒸発器７から貯蔵容器２に送り戻すことによっても、液面計４の示すジメチルエーテルの流量が所定量以上に復旧しない場合もある（図２の「Ａ」）。
【００４４】
図３は、本発明の第２実施形態を示すフローチャートであり、前記第１実施形態において、液面計４が示す貯蔵容器２内における液化ガス燃料の液位が所定値である約２５％以下であり、その状態が所定の時間（約８０秒間）以上経過する場合には、液化ガス燃料の供給元が予備容器２ａに切り換えられて前記液化ガス燃料が送り出される態様を示したものである。なお、本実施形態は、第１実施形態と連動して行われることが好ましい。
【００４５】
第１実施形態において、蒸発器７で気化されるジメチルエーテルのうちの一部が蒸発器７から貯蔵容器２に送り戻すことによっても、液面計４の示すジメチルエーテルの液位が所定値（約２５％）より高くならず、かつ、その低下状態が所定時間（約８０秒）以上経過する場合には（図２の「Ａ」）、かかる情報が制御部１１に伝達される（Ｓ１０）。
情報を伝達した制御部１１は、貯蔵容器２に連接される燃料切換弁３を「開」から「閉」、及び予備容器２ａに連接されている燃料切換弁３ａを「閉」から「開」の状態とする信号を発する（Ｓ１１）。すると、ジメチルエーテルの供給元が貯蔵容器２から予備容器２ａに切り換わり（Ｓ１２）、予備容器２ａからジメチルエーテルが送り出されることになる（Ｓ１３）。
このようにして、供給先が切り換わることにより、貯蔵容器２を供給元とする液面計４におけるジメチルエーテルの流量の減少もなくなる。そして、液面計４の示すジメチルエーテルの液位が所定値（約２５％）より高くなって復旧したら（Ｓ１４）、現状条件での運転を継続する（Ｓ１５）。
一方、供給元を予備容器２ａに切り換えても、液面計４にて測定されるジメチルエーテルの液位が復旧しない場合は、液化ガス燃料供給装置１自体の異常によることが多いので、運転を停止する必要がある。
【００４６】
この実施形態（第２実施形態）の液化ガス燃料供給装置１によれば、前記した（１）〜（３）の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。
（４）第１実施形態において、貯蔵容器２内の液化ガス燃料の残量が少なくなった場合であっても、液位の低下状態の経過時間に応じて、液化ガス燃料が供給元を予備容器２ａに切り換えて送り出されるため、安定した流量の液化ガス燃料を引き続き供給元から送り出されることとなり、供給先に対して、気相状態の液化ガス燃料を安定した流量での供給をより一層好適に行うことができる。
【００４７】
（５）制御部１１が設けられ、液位の低下、及び液位の低下状態の経過時間に応じて、第１実施形態に示したような貯蔵容器２内の液化ガス燃料の減少に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しと、供給元を貯蔵容器２から予備容器２ａに切り換える操作を全て一連の自動制御で行うことができるため、貯蔵容器２に対する気相状態の液化ガス燃料の送り出しをより効率よく行うことができる。
【００４８】
また、前記の実施形態では、液化ガス燃料としてジメチルエーテルを使用した例を示したが、これには限定されず、例えば、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、プロパンまたはブタンを主成分とする液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）等を使用してもよい。
【００４９】
なお、前記した実施形態では、貯蔵容器２内のジメチルエーテルの液温度、液面計４の示すジメチルエーテルの液位、液位の低下の度合いを示す所定値並びに液位の設定値、当該液位低下の経過時間、気化されたジメチルエーテルの所定流量及び所定圧力、及び当該供給先であるガスタービン１２に送られるジメチルエーテルの温度についてそれぞれ具体例を挙げて説明したが、これらの値は一例を示したに過ぎず、液化ガス燃料供給装置１の使用環境、ジメチルエーテル等の液化ガス燃料の要求される仕様、及び当該ガスの消費環境等により適宜変更することができる。
その他、本発明の実施における具体的な構成及び手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構成としてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料を供給する方法によれば、液面計の示す液化ガス燃料の液位の低下に応じて、蒸発器により気化された気相状態の液化ガス燃料の一部が貯蔵容器に送られることになるので、液化ガス燃料の供給流量の低下も防止されて、供給先に対して、気相状態の液化ガス燃料を安定した流量で供給することができる。
また、本発明は、前記した液面計の示す液化ガス燃料の液位が低下状態が一定時間経過すると、供給元を予備容器に切り換えることもできるため、供給先に対して、気相状態の液化ガス燃料をより一層安定した流量で継続して供給することができる。
【００５１】
従って、本発明の液化ガス燃料供給装置及び液化ガス燃料を供給する方法は、ジメチルエーテル、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液化天然ガス（ＬＮＧ）等の液化ガス燃料の供給装置及び供給方法として有利に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液化ガス燃料供給装置の一態様を示した概略図である。
【図２】本発明の液化ガス燃料供給装置の第１実施形態の運転動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の液化ガス燃料供給装置の第２実施形態の運転動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１液化ガス燃料供給装置
２貯蔵容器
２ａ予備容器
３燃料切換弁
３ａ燃料切換弁
４液面計
４ａレベルセンサ
５ポンプ
６アキュムレータ
７蒸発器
８温水タンク
９流量調整バルブ
１０ガス流量計
１１制御部
１２ガスタービン
１３送り弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquefied gas fuel supply device and a liquefied gas fuel supply method. More specifically, the present invention relates to a liquefied gas fuel supply device and a liquefied gas fuel supply method capable of sending liquefied gas fuel stored in a container in a gaseous state to a supply destination such as a gas turbine.
[0002]
[Background Art]
BACKGROUND ART Conventionally, liquefied gas fuels such as LP gas (liquefied petroleum gas) have been widely used as fuels for gas engine heat pumps and gas turbines such as micro gas turbines, in addition to general household fuels. Among these, for example, a micro gas turbine has recently attracted attention as being clean and has little effect on the environment because it has a large effect as a power generation source and a heat source, and has no problems such as nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas. Have been.
[0003]
As a supply device for sending such a liquefied gas fuel to a supply destination such as a gas turbine, the fuel sent from a supply source in which the liquefied gas fuel is stored is supplied by an evaporator (vaporizer) having a heating means or the like. 2. Description of the Related Art A liquefied gas fuel supply device that vaporizes, pressurizes, and sends a liquefied gas fuel in a gaseous state to a supply destination is known (for example, Patent Documents 1 and 2).
Further, as a fuel supply source in the apparatus for supplying liquefied gas fuel as described above, there are the above-described storage tank (so-called tank) and container (so-called cylinder), and the storage tank is widely used from a small capacity to a large capacity. Exists. On the other hand, containers are generally limited to those having relatively small capacities, but when they are applied, they have the advantage that the devices become relatively simple and have been widely used.
Then, such a liquefied gas fuel supply apparatus needs to supply a liquefied gas fuel to a supply destination such as a gas turbine while securing a predetermined supply flow rate and a predetermined supply pressure.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2003-65074 ([0005], FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-71094 ([Claim 1], FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, many of the conventional techniques described above are not particularly problematic when the liquefied gas fuel is sent out from the storage container in a liquid state when the remaining amount of the liquefied gas fuel in the container is large. As the remaining amount of the liquefied gas fuel in the container decreases, the pressure in the system connecting the containers decreases, which causes the liquefied gas fuel in the container to evaporate, so that the liquid in the apparatus system, for example, the liquid in the storage container is removed. Gas accumulation at the outlet or at a valve connected to the outlet causes a problem that the flow rate of the supplied liquefied gas fuel rapidly decreases.
As described above, in the conventional apparatus, it is difficult to stably deliver the liquefied gas fuel to the supply destination while maintaining the desired flow rate due to the pressure drop in the system due to the decrease in the fuel in the container. It was actual.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquefied gas fuel supply device and a liquefied gas fuel supply method capable of supplying a liquefied gas fuel in a gaseous state to a supply destination such as a gas turbine at a stable flow rate. Is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a liquefied gas fuel supply device of the present invention measures a liquid level of a liquefied gas fuel in a storage container that serves as a liquefied gas fuel supply source and stores the liquefied gas fuel. A liquefied gas fuel supply device comprising a level gauge and an evaporator for vaporizing the liquefied gas fuel sent out from the storage container, wherein the liquefied gas fuel supply device sends a liquefied gas fuel in a gaseous state to a supply destination. A part of the gaseous liquefied gas fuel vaporized by the evaporator is sent to the storage container in accordance with a decrease in the liquid level of the fuel.
[0008]
Further, in the method for supplying a liquefied gas fuel according to the present invention, the liquefied gas fuel sent from the storage container as a supply source is vaporized by an evaporator, and the liquefied gas fuel in a gaseous state is supplied to a supply destination. A method for storing a part of the gaseous liquefied gas fuel vaporized by the evaporator according to a decrease in a liquid level of a liquid level meter for measuring a liquid level of the liquefied gas fuel in the storage container. It is characterized by being sent to a container.
[0009]
The storage container constituting the liquefied gas fuel supply device of the present invention is a liquefied gas fuel supply source and stores the gas. When the supply destination is a gas turbine, it is preferable to use a relatively large container.
In addition, it is preferable that the number of storage containers constituting the present invention is plural, and some of them are used as normally used containers, and the remaining several are used as spare containers. The spare container is also a supply source of the liquefied gas fuel and stores the same as the storage container described above. Similarly, when the supply destination is a gas turbine, it is preferable to use a relatively large container.
In the liquefied gas fuel supply device of the present invention, the storage container and the spare container are usually provided horizontally, but may be vertically installed.
[0010]
The liquefied gas fuel in the present invention is not particularly limited as long as it can convert from a liquid to a gas under a predetermined pressure and a predetermined temperature. For example, dimethyl ether (DME), propane or butane is a main component. Liquefied petroleum gas (LPG), liquefied natural gas (LNG) and the like can be suitably used.
The liquefied gas fuel may be composed of a single component, or may be a mixture of two or more components. For example, the aforementioned dimethyl ether (DME), liquefied petroleum gas ( LPG), liquefied natural gas (LNG), or the like may be used as a liquefied gas fuel mixed at an arbitrary ratio. In the case of liquefied petroleum gas (LPG), liquefied petroleum gas (LPG) containing 60% or more of a propane component may be used.
[0011]
The liquid level gauge measures the liquid level of the liquefied gas fuel in the storage container.For example, a conventionally known liquid level gauge such as a float displacement liquid level gauge or a magnet level sensor such as a mag gauge is used. Can be used.
In addition, the liquid level in the present invention means a height from the lowest part of the container.
[0012]
The evaporator is also called a vaporizer and is used to vaporize the liquefied gas fuel sent out from the storage container. For example, an electric heating type (electric heating hot water type), a direct hot water heating type, an indirect hot water heating type, An evaporator using a conventionally known method such as a steam type such as a direct heating type, a hot water type, a gas type, and an air temperature type can be used.
[0013]
According to the liquefied gas fuel supply device of the present invention, a part of the liquefied gas fuel vaporized by the evaporator is sent to the storage container in accordance with the decrease in the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge. It is characterized by being performed.
As described above, the apparatus of the present invention sends out the liquefied gas fuel in the gaseous state to the supply destination, but the supply of the liquefied gas fuel proceeds, and the remaining amount of the liquefied gas fuel in the storage container is reduced. Decrease. Along with this, a pressure drop in the system connecting the containers occurs, which causes the liquefied gas fuel in the container to evaporate, and a gas reservoir is formed in the device system, for example, at the liquid outlet of the storage container or a valve connected thereto. As a result, the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge suddenly decreases, and the flow rate of the supplied liquefied gas fuel suddenly decreases. Therefore, in the device of the present invention, in response to a decrease in the level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level meter, a part of the liquefied gas fuel in a gaseous state vaporized by the evaporator is sent to the storage container, The occurrence of gas accumulation or the like at the liquid outlet of the container or a valve connected thereto is prevented, and a decrease in the supply flow rate of the liquefied gas fuel is suppressed.
Here, in the present invention, for example, as a predetermined value, a case where the decrease of the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge becomes 10% or less, preferably 30% or less with respect to the entire liquid level of the container. In addition, it is preferable that a part of the liquefied gas fuel in a gaseous phase vaporized by the evaporator is sent to the storage container.
Further, in the present invention, about 10 to 30% by mass, preferably about 15 to 20% by mass of the liquefied gas fuel having a pressure of 0.3 to 1.0 MPa, which is brought into a gaseous state by an evaporator, is stored. What is necessary is just to send it in a container.
Note that the delivery of the liquefied gas fuel in a gaseous state vaporized by the evaporator to the storage container may be performed continuously.However, if a certain amount is sent out, the storage container is normally in a pressurized state. The pressure drop in the system including the storage container is suppressed, gas accumulation at the liquid outlet of the container or a valve connected thereto is prevented, and the liquid level of the liquefied gas fuel in the storage container is normally detected. Therefore, when a certain amount of the vaporized liquefied gas fuel is delivered, the delivery may be stopped or the amount of the vaporized liquefied gas fuel to be delivered may be adjusted. For this, it is preferable to determine the set value in advance and control the stop of the feeding or the adjustment of the amount.
[0014]
According to this invention, a part of the liquefied gas fuel vaporized by the evaporator is sent to the storage container in accordance with the decrease in the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge. In addition, the storage container is pressurized, and the pressure drop in the device system including the storage container is suppressed. Therefore, vaporization of the liquefied gas fuel in the container does not cause gas accumulation in the apparatus system, particularly at the liquid outlet of the container or a valve connected thereto, and the supply flow rate of the liquefied gas fuel is reduced. Is prevented. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a liquefied gas fuel supply device capable of supplying a liquefied gas fuel in a gaseous state at a stable flow rate to a supply destination.
[0015]
The liquefied gas fuel supply device of the present invention preferably includes a control unit that controls the delivery of the liquefied gas fuel in a gaseous state to the storage container in accordance with a decrease in the level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge.
According to the present invention, a controller is provided in the apparatus system for controlling the delivery of the liquefied gas fuel in the gaseous state to the storage container, and the control is performed in accordance with a decrease in the level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge. Therefore, the delivery of the gaseous liquefied gas fuel to the decrease of the liquefied gas fuel in the storage container can be performed by a series of automatic controls, and the delivery of the gaseous state liquefied gas fuel to the storage container can be efficiently performed. Make it possible to do well. Further, a decrease in the supply flow rate of the liquefied gas fuel is further prevented, and the liquefied gas fuel in a gaseous state can be supplied to the supply destination at a more stable flow rate.
[0016]
The control of the delivery of the liquefied gas fuel in the gaseous state by such a control unit includes, for example, providing a feed valve between the storage container and the evaporator, and keeping the feed valve normally closed, while controlling the level gauge. If the lowering of the liquid level of the liquefied gas fuel shown becomes equal to or less than a predetermined value, the feed valve is controlled to open so that a part of the liquefied gas fuel in a gaseous state is discharged into the storage container. Good.
Further, the control unit has a microcomputer or the like, receives the information that the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge is equal to or less than a predetermined value, and sets the feed valve from the normal “closed” state. It is preferable to have a control program that switches to the "open" state.
[0017]
In the liquefied gas fuel device of the present invention, the storage container is provided with a spare container, and the supply source of the liquefied gas fuel is supplied to the spare container in accordance with the elapsed time of the liquefied gas fuel level drop state indicated by the liquid level gauge. It is preferable that the liquefied gas fuel be sent out after being switched.
According to the present invention, the storage container serving as a supply source of the liquefied gas fuel and storing the liquefied gas fuel is provided with a spare container, and a level gauge for measuring the liquid level of the liquefied gas fuel in the storage container; A liquefied gas fuel supply device that includes an evaporator that vaporizes liquefied gas fuel sent from a container and sends a liquefied gas fuel in a gas phase to a supply destination. In accordance with the above, a part of the liquefied gas fuel in the gaseous state vaporized by the evaporator is sent to the storage container, and the liquefied gas fuel changes its supply source in accordance with the elapsed time of the above-mentioned liquid level drop state. Since the gas is switched to the spare container and sent out, a stable flow of the liquefied gas fuel can be continuously sent out from the supply source. Therefore, there is provided a liquefied gas fuel supply device capable of more suitably supplying a gaseous liquefied gas fuel to a supply destination at a stable flow rate.
Here, in the present invention, as described above, for example, as a predetermined value, the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge is 10% or less, preferably 30% or less with respect to the liquid level of the entire container. In this state, a portion of the liquefied gas fuel vaporized by the evaporator (about 10 to 30% by mass of the liquefied gas fuel vaporized by the evaporator, preferably 15 to 20% by mass) Mass%) is sent to the storage container, and the elapsed time of the lowered state is a state in which, for example, 60 seconds to 120 seconds have elapsed as a predetermined time (predetermined time) set in advance. In this case, it is preferable that the supply source of the liquefied gas fuel be switched to the spare container so as to be sent out.
[0018]
The liquefied gas fuel of the present invention sends out the liquefied gas fuel in a gaseous state to the storage container, according to a decrease in the level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge, and switches the supply source of the liquefied gas fuel. It is preferable to provide a control unit for controlling the liquefied gas fuel in the storage container in accordance with the elapsed time of the lowered state of the liquid level.
According to the present invention, a control unit is provided in the apparatus system for sending out the liquefied gas fuel in the gaseous state to the storage container and switching the supply source of the liquefied gas fuel, and the control unit is provided in the apparatus system to adjust the liquid level of the liquefied gas fuel in the storage container. Since the control is performed in accordance with the decrease and the elapsed time of the state in which the liquid level is lowered, the supply of the liquefied gas fuel in the gaseous state with respect to the decrease of the liquefied gas fuel in the storage container and the supply of the container as the supply source are performed. The switching can all be performed by a series of automatic controls, and the liquefied gas fuel in a gaseous state can be more efficiently delivered to the storage container. Then, it is possible to more efficiently receive the above-described effects.
[0019]
The control of the delivery of the liquefied gas fuel in the gaseous state by the control unit is as described above.
Further, the switching of the supply source of the liquefied gas fuel is performed, for example, when the storage container is provided with a spare container, and when only the storage container is used in a normal state, a fuel switching valve is provided for the storage container and the spare container. If the liquid level indicated by the liquid level meter does not recover after the predetermined time set in advance and the liquid level does not become larger than the predetermined value, the liquid level is not stored in the storage container. If the provided fuel switching valve is changed from “open” to “closed” while the fuel switching valve provided in the spare container is controlled to change from “closed” to “open”, the liquefied gas fuel The supply source is easily switched, and the liquefied gas fuel in the spare container is sent out.
In this case, the feed valve provided between the storage container and the evaporator may be closed, and thereafter, the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge may become a predetermined value. In the case of the following, similarly to the case of the storage container described above, control may be performed so that a part of the liquefied gas fuel that has been brought into the gaseous state by the evaporator is sent into the spare container.
[0020]
The control unit also has a microcomputer or the like, and receives information indicating that the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge has become a predetermined value or less, and receives a feed valve provided between the storage container and the evaporator. The control program for switching from the normal `` closed '' to `` open '' and the information that the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge has decreased for a predetermined time or more has been received. It is preferable to have a control program for switching the opening and closing of the fuel switching valve.
[0021]
The supply destination of the liquefied gas fuel supply device of the present invention is preferably a gas turbine.
According to the present invention, since the liquefied gas fuel in a gaseous state can be sent to a supply destination at a stable supply flow rate and supply pressure, the performance of the gas turbine is maximized by using a gas turbine as the supply destination. It is effective in that it can do it.
[0022]
In the liquefied gas fuel supply device of the present invention, the liquefied gas fuel is preferably dimethyl ether (DME).
According to this invention, since the liquefied gas fuel is dimethyl ether (DME),
It does not contain impurities such as sulfur, and the exhaust gas during combustion is clean without impurities. When the supply destination is, for example, a fuel cell, a liquefied gas fuel device capable of reforming liquefied gas fuel at a lower temperature than liquefied petroleum gas (LPG) can be provided.
[0023]
The liquefied gas fuel supply method of the present invention is a liquefied gas fuel supply method for vaporizing a liquefied gas fuel sent from a storage container by an evaporator and sending a liquefied gas fuel in a gaseous state to a supply destination. According to the decrease of the liquid level of the liquid level gauge for measuring the liquid level of the liquefied gas fuel in the container, a part of the liquefied gas fuel vaporized by the evaporator is sent to the storage container. Is what you do.
According to the present invention, as described above, since the liquefied gas fuel in the container is not vaporized and gas accumulation does not occur in the apparatus system, a decrease in the supply flow rate of the liquefied gas fuel is also prevented. In addition, it is possible to provide a method for supplying a liquefied gas fuel that enables a liquefied gas fuel in a gaseous state to be supplied at a stable flow rate to a supply destination.
[0024]
Further, in the method for supplying a liquefied gas fuel according to the present invention, the storage container is provided with a spare container, and the supply source of the liquefied gas fuel is determined in accordance with an elapsed time of a state in which the liquid level of the liquefied gas fuel is lowered in the storage container. It is preferable that the liquefied gas fuel be sent out while being switched to the spare container.
According to the present invention, as described above, the liquefied gas fuel at a stable flow rate is continuously sent out from the supply source, and the liquefied gas fuel in the gas phase is supplied to the supply destination at a stable flow rate. To provide a liquefied gas fuel supply method that can more suitably supply the liquefied gas fuel.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(A) First embodiment:
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of the liquefied gas fuel supply device of the present invention. In FIG. 1, 1 is a liquefied gas fuel supply device, 2 is a storage container, 2a is a spare container, and 3 is a fuel switching valve. 4 is a level gauge, 5 is a pump, 6 is an accumulator, 7 is an evaporator, 8 is a hot water tank (heat source), 9 is a flow control valve, 10 is a gas flow meter, 11 is a control unit, 12 is a gas turbine, Reference numeral 13 denotes a feed valve.
[0026]
The storage container 2 in the present embodiment stores the liquefied gas fuel and serves as a supply source of the fuel in the liquefied gas fuel device 1.
In the present embodiment, as a supply source of the liquefied gas fuel, in addition to the storage container 2 that is normally used, a spare container 2a is provided horizontally.
The switching between the two as the fuel supply source can be appropriately adjusted by opening and closing the fuel switching valve 3 connected to each of the storage container 2 and the spare container 2a. Controlled by the control unit 11 described later, selection of both containers is easily performed.
Although not shown, in the present embodiment, dimethyl ether (DME) is used as the liquefied gas fuel.
[0027]
The liquid level gauge 4 is for confirming the flow rate of the liquefied gas fuel sent out from the storage container 2 and may be a conventionally known one such as one provided with a magnet type level sensor such as a mag gauge. . Also in the present embodiment, the liquid level meter 4 is provided with a level sensor 4a, which issues an alarm or the like when the liquid level of the liquefied gas fuel in the storage container 2 falls below a predetermined amount, or will be described later. The information can be transmitted to the control unit 11. It is preferable to use a liquid level gauge 4 having a chamber function.
[0028]
The pump 5 quantitatively supplies the liquefied gas fuel sent out from the storage container 2 to the evaporator 7, and can supply a fluid at a predetermined pressure, such as a plunger type (piston type) or a diagram type. There is no particular limitation, and the provision of the accumulator 6 stores the pressure of the fluid to supply a large amount of pressure fluid instantaneously, or to reduce the pulsation or impact pressure of the liquefied gas fuel as the fluid. Can be absorbed.
[0029]
The evaporator 7 is for vaporizing the liquefied gas fuel in the liquid phase sent from the storage container 2 to a gas phase. In the present embodiment, a method is adopted in which the heat medium (hot water) heated in the hot water tank 8 is circulated in the evaporator 7 and passes through the evaporator 7.
The hot water tank 8 employs a method in which a heating medium (hot water) is prepared by an electric heater (not shown).
[0030]
The liquid amount adjusting valve 9 is for setting the flow rate of the liquefied gas fuel in a gaseous state. For example, the flow amount of the liquefied gaseous fuel in a gaseous state is set to about 30 kg / hr. Can be sent to the destination. However, this is only an example, and the numerical value is not limited at all.
[0031]
The gas flow meter 10 measures the flow rate of the liquefied gas fuel in a gaseous state adjusted by the liquid amount adjustment valve. As the gas flow meter 10, for example, a conventionally known one such as an eddy current meter or an oval flow meter can be appropriately used.
Although not shown, a compressor may be provided between the evaporator 7 and the gas flow meter 10 to increase the pressure of the liquefied gas fuel in the gas phase.
[0032]
The control unit 11 may be configured by, for example, a microcomputer.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the control unit 11 receives data such as “(i) the liquid level of the liquefied gas fuel (dimethyl ether) detected by the liquid level meter 4” and the like. , The drive such as "(b) opening and closing of the feed valve 13" and "(c) opening and closing of the fuel switching valve 3" can be controlled. For example, the feed valve 13 is opened in response to a decrease in the liquid level of dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 so that a part of dimethyl glycol in a gaseous state vaporized in the evaporator 7 is sent back to the storage container 2. When the liquid level of dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 is equal to or less than a predetermined value (a lowered state) for a predetermined time or more, the liquid is connected to the storage container 2 and the spare container 2a. A device having a control program for adjusting the open / close state of the fuel switching valve 3 and switching the supply source of dimethyl ether from the storage container 2 to the spare container 2a can be used. The data input to the control unit 11 is preferably displayed on a screen.
[0033]
The liquefied gas fuel whose flow rate has been adjusted by the flow rate adjusting valve 9 is sent out to a supply destination such as the gas turbine 12 in a gaseous state. In this embodiment, the gas turbine 12 is shown as a supply destination as shown in FIG. 1, but the supply destination may be a fuel cell or a fuel device.
[0034]
Next, an example of the operation of the liquefied gas fuel supply device 1 in this embodiment will be described with reference to FIG.
In the liquefied gas fuel supply device 1 of FIG. 1, the storage container 2 and the auxiliary container 2a are filled with dimethyl ether having a liquid temperature of about 20 ° C. The fuel switching valve (3) connected to the storage container 2 is in an "open" state, and the fuel switching valve (3a) connected to the spare container 2a is in a "closed" state.
[0035]
In the liquefied gas fuel supply device 1, dimethyl ether in a liquid state is sent out from the storage container 2, passes through the pump 5 and the accumulator 6, and is supplied to the evaporator 7. In the evaporator 7, hot water of about 85 ° C. supplied from a hot water tank 8 is circulated, and the supplied liquid phase dimethyl ether is forcibly heated to a gas phase state.
[0036]
The dimethyl ether gasified by the evaporator 7 is adjusted to a supply flow rate of about 30 kg / hr and a supply pressure of about 0.6 MPa by passing through the flow rate control valve 9. The dimethyl ether at a temperature of about 70 ° C., whose flow rate and pressure have been adjusted, is sent out to the gas turbine 12 to which it is supplied in a gaseous state.
[0037]
With such an operation, the stable supply of dimethyl ether in a gaseous state continues, while the dimethyl ether in the storage container 2 is successively consumed, and the influence of gas accumulation generated in the liquid outlet of the container 2 or a valve connected thereto, etc. As a result, the liquid level of dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 rapidly drops. Then, when the value falls below a predetermined value (about 25%), the level sensor 4a operates to transmit information to the control unit 11.
The control unit 11 having received such information instructs the feed valve 13 provided between the evaporator 7 and the storage container 2 to “open”. Then, the feed valve 12 is opened, and about 15% by mass of the dimethyl ether vaporized in the evaporator 7 and having a pressure of about 0.6 MPa is sent back from the evaporator 7 to the storage container 2.
In this way, the vaporized dimethyl ether is sent to the storage container 2, whereby the storage container 2 is pressurized and a decrease in the pressure in the storage container 2 system is suppressed, and the liquid outlet of the container 2 or a connection therewith is provided. Also, problems such as gas accumulation in a valve or the like can be solved. As a result, the liquid level meter 4 normally measures the liquid level of dimethyl ether in the storage container 2, and the liquid level of dimethyl ether in the storage container 2 indicated by the liquid level meter 4 is set to a set value (usually about 50 to 70). %, In this embodiment, about 65%), and supply to the gas turbine 12, which is the supply destination, with a stable flow rate can be maintained.
[0038]
FIG. 2 is a flowchart illustrating the above-described operation in the liquefied gas fuel supply device 1 of the present embodiment.
When the apparatus 1 is started and started to operate, dimethyl ether in a gaseous state is supplied to the gas turbine 12 as a supply destination (S1), and the dimethyl ether in the storage container 2 gradually decreases. Go. Then, the liquid level of dimethyl ether in the storage container 2 as indicated by the liquid level meter 4 decreases due to the effect of gas accumulation at the liquid outlet of the container 2 or a valve connected thereto (S2). Then, when the liquid level of dimethyl ether in the storage container 2 indicated by the flow meter 4 becomes equal to or less than a predetermined value (about 25%), such information is transmitted to the control unit 11 (S3, S4).
The control unit 11 that has transmitted the information issues a signal that sets the feed valve 12 provided between the storage container 2 and the evaporator 7 to an “open” state, and the feed valve 13 is opened (S5). Then, about 15% by mass of the dimethyl ether brought into a gaseous state by the evaporator 7 is sent back into the storage container 2 through the opened feed valve 13 (S6).
In this way, the dimethyl ether in a gaseous state is sent back into the storage container 2, and the liquid level of the dimethyl ether indicated by the liquid level gauge 4 becomes a predetermined value within a predetermined time (for example, about 80 seconds). (About 25%) (S7), and when the flow rate of dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 is restored to the set value (about 65%) or more (S8), the feed valve 13 is closed. Returning (S9), the delivery of the liquefied gas fuel in the gaseous state in the evaporator 7 to the storage container 2 is stopped, and the operation of the apparatus 1 is continued. On the other hand, even if the liquid level of the dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 becomes larger than the predetermined value (about 25%) within the predetermined time (about 80 seconds) (S7), the dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 does not change. If the flow rate is not restored to the set value (about 65%) or more, the delivery of the dimethyl ether in the gaseous state from the evaporator 7 is continued while the feed valve 13 remains in the "open" state.
[0039]
According to the liquefied gas fuel supply device 1 of the present embodiment (first embodiment) described above, the following effects can be obtained.
(1) The liquefied gas fuel supply device 1 of the present embodiment, when the residual amount of dimethyl ether in the storage container 2 that is the supply source is large, as well as the residual amount of dimethyl ether in the storage container 2 decreases, Even when the liquid level of dimethyl ether indicated by the surface meter 4 becomes equal to or lower than a predetermined value, a part of the high-pressure dimethyl ether vaporized by the evaporator 7 is sent to the storage container 2 according to the decrease in the liquid level. , The supply flow rate of dimethyl ether does not decrease, and the supply of the flow rate to the gas turbine 12 as the supply destination can be kept stable.
[0040]
(2) When the liquid level of dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 becomes smaller than a predetermined value, the feed valve 12 provided between the evaporator 7 and the storage container 2 may be opened according to the liquefaction of the liquid level. Since the control unit 11 is provided, the delivery of the liquefied gas fuel in the gaseous state in response to the decrease in the level of dimethyl ether in the liquid level gauge 4 can be performed by a series of automatic controls. The liquefied gas fuel can be efficiently delivered. Accordingly, a decrease in the supply flow rate of dimethyl ether is further suppressed, and dimethyl ether in a gas phase is supplied at a stable flow rate to the gas turbine 12, which is a supply destination.
[0041]
(3) Since the liquefied gas fuel is dimethyl ether, it does not contain impurities such as sulfur content, and the exhaust gas during combustion is clean. A) liquefied gas fuel device capable of reforming at a lower temperature than in the case of (1) can be obtained.
[0042]
Note that the above-described embodiment shows one aspect of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be performed within a range in which the objects and effects of the present invention can be achieved. It goes without saying that the modifications and improvements of are included in the content of the present invention. Further, specific structures, shapes, and the like when the present invention is implemented may be other structures, shapes, and the like as long as the objects and effects of the present invention can be achieved.
[0043]
(B) Second embodiment:
In the above-described embodiment (first embodiment), the feed valve 13 is opened according to the decrease in the liquid level of dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4, and a part of the dimethyl ether vaporized in the evaporator 7 is evaporated. In this embodiment, the supply of gas from the vessel 7 back to the storage container 2 allows the gas turbine 12 as the supply destination to be supplied at a stable flow rate. However, the remaining amount of dimethyl ether in the storage container 2 is very small. In the case where a failure occurs in the apparatus system connected to the storage container 2 or the like, a part of the dimethyl ether vaporized in the evaporator 7 is sent back from the evaporator 7 to the storage container 2. In some cases, the flow rate of dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 may not be restored to a predetermined amount or more ("A" in FIG. 2).
[0044]
FIG. 3 is a flowchart showing a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the liquid level of the liquefied gas fuel in the storage container 2 indicated by the liquid level gauge 4 is about 25% or less which is a predetermined value. In this case, when the state has passed for a predetermined time (about 80 seconds) or more, the supply source of the liquefied gas fuel is switched to the spare container 2a and the liquefied gas fuel is sent out. Note that this embodiment is preferably performed in conjunction with the first embodiment.
[0045]
In the first embodiment, a part of the dimethyl ether vaporized in the evaporator 7 is sent back from the evaporator 7 to the storage container 2 so that the liquid level of the dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 becomes a predetermined value (about 25). %), And if the decrease state has passed a predetermined time (about 80 seconds) or more ("A" in FIG. 2), such information is transmitted to the control unit 11 (S10).
The control unit 11 that has transmitted the information changes the fuel switching valve 3 connected to the storage container 2 from “open” to “closed” and the fuel switching valve 3a connected to the spare container 2a from “closed” to “open”. (S11). Then, the supply source of dimethyl ether is switched from the storage container 2 to the spare container 2a (S12), and dimethyl ether is sent out from the spare container 2a (S13).
By switching the supply destination in this way, a decrease in the flow rate of dimethyl ether in the liquid level meter 4 from the storage container 2 is also eliminated. Then, when the liquid level of dimethyl ether indicated by the liquid level meter 4 becomes higher than a predetermined value (about 25%) and is restored (S14), the operation under the present condition is continued (S15).
On the other hand, if the liquid level of dimethyl ether measured by the liquid level gauge 4 does not recover even when the supply source is switched to the spare container 2a, the operation is stopped because the liquefied gas fuel supply device 1 itself often has an abnormality. There is a need to.
[0046]
According to the liquefied gas fuel supply device 1 of this embodiment (second embodiment), the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (3) described above.
(4) In the first embodiment, even when the remaining amount of the liquefied gas fuel in the storage container 2 becomes small, the liquefied gas fuel reserves the supply source in accordance with the elapsed time of the state in which the liquid level is low. Since the gas is switched to the container 2a and sent out, the liquefied gas fuel at a stable flow rate is continuously sent out from the supply source, and it is more preferable to supply the liquefied gas fuel in the gaseous state at a stable flow rate to the supply destination. Can be done.
[0047]
(5) The control unit 11 is provided, and the gas phase with respect to the decrease of the liquefied gas fuel in the storage container 2 as shown in the first embodiment is determined according to the liquid level drop and the elapsed time of the liquid level drop state. Since the operation of sending out the liquefied gas fuel in the state and the operation of switching the supply source from the storage container 2 to the spare container 2a can all be performed by a series of automatic control, the delivery of the liquefied gas fuel in the gaseous state to the storage container 2 can be further improved. It can be performed efficiently.
[0048]
Further, in the above-described embodiment, an example in which dimethyl ether is used as the liquefied gas fuel has been described. However, the present invention is not limited to this. Liquefied natural gas (LNG) or the like may be used.
[0049]
In the above-described embodiment, the liquid temperature of dimethyl ether in the storage container 2, the liquid level of dimethyl ether indicated by the liquid level gauge 4, the predetermined value indicating the degree of the liquid level drop, the set value of the liquid level, the liquid level drop The elapsed time, the predetermined flow rate and the predetermined pressure of the vaporized dimethyl ether, and the temperature of the dimethyl ether sent to the gas turbine 12, which is the supply destination, have been described using specific examples, but these values are merely examples. It can be changed as appropriate depending on the usage environment of the liquefied gas fuel supply device 1, the required specifications of the liquefied gas fuel such as dimethyl ether, the consumption environment of the gas, and the like.
In addition, the specific configuration and procedure in the embodiment of the present invention may be other configurations as long as the object of the present invention can be achieved.
[0050]
【The invention's effect】
According to the liquefied gas fuel supply apparatus and the method for supplying the liquefied gas fuel of the present invention, the liquefied gas fuel vaporized by the evaporator according to the decrease in the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge Of the liquefied gas fuel, the flow rate of the liquefied gas fuel is also prevented from being reduced, and the gaseous liquefied gas fuel can be supplied to the supply destination at a stable flow rate. .
Further, according to the present invention, when the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge has been lowered for a certain period of time, the supply source can be switched to a spare container. The liquefied gas fuel can be continuously supplied at a more stable flow rate.
[0051]
Therefore, the liquefied gas fuel supply apparatus and the liquefied gas fuel supply method of the present invention are advantageously used as a liquefied gas fuel supply apparatus and a liquefied gas fuel supply apparatus such as dimethyl ether, liquefied petroleum gas (LPG), and liquefied natural gas (LNG). can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a liquefied gas fuel supply device of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of the liquefied gas fuel supply device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of a liquefied gas fuel supply device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Liquefied gas fuel supply device
2 storage containers
2a Spare container
3 Fuel switching valve
3a Fuel switching valve
4 Level gauge
4a Level sensor
5 pump
6 Accumulator
7 Evaporator
8 Hot water tank
9 Flow control valve
10 Gas flow meter
11 Control part
12 Gas turbine
13 Feed valve

Claims

A storage container that serves as a supply source of the liquefied gas fuel and stores the liquefied gas fuel, a liquid level meter that measures the level of the liquefied gas fuel in the storage container, and an evaporator that vaporizes the liquefied gas fuel sent from the storage container. A liquefied gas fuel supply device for sending a liquefied gas fuel in a gaseous state to a supply destination, wherein the gaseous state is vaporized by an evaporator according to a decrease in the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge. A part of the liquefied gas fuel is sent to a storage container.

2. The liquefied gas fuel supply device according to claim 1, further comprising a control unit that controls the delivery of the liquefied gas fuel in a gaseous state to the storage container in accordance with a decrease in the level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge. A liquefied gas fuel supply device, characterized in that:

2. The liquefied gas fuel supply device according to claim 1, wherein the storage container includes a spare container, and the supply source of the liquefied gas fuel according to the elapsed time of the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge. Liquefied gas fuel supply device, wherein the liquefied gas fuel is sent out by switching to a spare container.

4. The liquefied gas fuel device according to claim 3, wherein the supply of the liquefied gas fuel in the gaseous state to the storage container is performed in accordance with a decrease in the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge, and the supply source of the liquefied gas fuel is switched. Liquefied gas fuel supply device, further comprising a control unit for controlling each of the values according to the elapsed time of the liquid level decreasing state.

The liquefied gas fuel supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the supply destination is a gas turbine.

The liquefied gas fuel supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquefied gas fuel is dimethyl ether.

A liquefied gas fuel supply method for vaporizing a liquefied gas fuel sent from a storage container as a supply source by an evaporator and sending a liquefied gas fuel in a gaseous state to a supply destination, wherein the liquefied gas fuel in the storage container is provided. In response to a decrease in the liquid level of the liquid level meter that measures the liquid level, a part of the liquefied gas fuel in a gaseous state vaporized by the evaporator is sent to a storage container. Supply method.

8. The liquefied gas fuel supply method according to claim 7, wherein the storage container has a spare container, and the liquefied gas fuel is supplied in accordance with an elapsed time of a state in which the liquid level of the liquefied gas fuel indicated by the liquid level gauge has decreased. A method for supplying liquefied gas fuel, characterized in that the liquefied gas fuel is sent out after the source is switched to a spare container.