JP2011052744A - 空温式液化ガス気化器 - Google Patents

Abstract

【課題】連続稼働時間を長くすることができるとともに、霧の発生を抑制しうる空温式液化ガス気化器を提供する。
【解決手段】空温式液化ガス気化器１は、並列状に配置された複数の蒸発ユニット３よりなる蒸発部２を備えている。各蒸発ユニット３は、上下方向に間隔をおいて配置された１対のマニホールド管６と、両マニホールド管６間にマニホールド管６の長さ方向に間隔をおいて配置されかつ上下両端がそれぞれ上下マニホールド管６に接続された複数の垂直状フィン付き管８とよりなる。液化ガス蒸発管としてのフィン付き管８の近傍に、フィン付き管８の周囲の空気の温度よりも高温の気体を各フィン付き管８の少なくとも下部に向かって吹き出す吹き出し管16を配置する。
【選択図】図２

Description

この発明は、空温式液化ガス気化器に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、図１の上下を上下というものとする。

たとえば天然ガス、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、水素、炭酸ガス、メタン、プロパン、エチレンなどのガスは、輸送時や貯蔵時には、タンクの容量を小さくするために液化した状態で蓄えられている。そして、需要に応じて空温式液化ガス気化器により再気化されて使用されるようになっている。

従来、このような空温式液化ガス気化器としては、蒸発部および加温部を備えており、蒸発部が、上下方向に間隔をおいて互いに平行に配された１対のマニホールド管と、両マニホールド管間に配されかつ上下両端部がそれぞれ両マニホールド管に接続された液化ガス気化管としてのフィン付き管とよりなる蒸発ユニットを、マニホールド管およびフィン付き管と直交する方向に間隔をおいて複数配置することにより構成されており、各蒸発ユニットの下マニホールド管の一端が入口ヘッダ管に接続されるとともに入口ヘッダ管に液化ガス入口が設けられ、下マニホールド管の他端部が閉鎖され、上マニホールド管における下マニホールド管の入口ヘッダ管への接続端部と同一端部が閉鎖され、加温部が、直管部の周囲に複数のフィンが設けられたフィン付き蛇行管を、蒸発部の蒸発ユニットが並んだ方向に間隔をおいて複数配置することにより構成されており、各フィン付き蛇行管の一端部が各蒸発ユニットの上マニホールド管の他端部に接続され、各フィン付き蛇行管の他端部が出口ヘッダ管に接続され、出口ヘッダ管に気化ガス出口が設けられ、液化ガス入口から入口ヘッダ管を経て下マニホールド管内に流入した液化ガスが、全てのフィン付き管に分流し、フィン付き管を上昇する間に気化して上マニホールド管内に流入し、気化ガスが加温部のフィン付き蛇行管に流入するとともに、フィン付き蛇行管内を流れる間に所定温度に加温され、加温された気化ガスが出口ヘッダ管を経て気化ガス出口から流出するようになされたものが知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、従来の空温式液化ガス気化器では、液化ガス入口から入口ヘッダ管を経て下マニホールド管内に流入する液化ガスの温度が極低温（たとえば、液化酸素＝−１８３℃）であるから、フィン付き管の外表面に霜が付着するとともに付着した霜が比較的短時間で成長し、伝熱効率が低下して熱交換を阻害する。したがって、空温式液化ガス気化器の連続稼働時間が短くなる。なお、フィン付き管への着霜は、フィン付き管の下部で顕著である。しかも、空温式液化ガス気化器の稼働中の外気温の変動や、気化させるガス量の変動に起因して、フィン付き管の上部に付着した霜が溶解して下方に流れるとともに再凝固し、フィン付き管の下部に比較的短時間で氷塊が生成するので、解氷作業が面倒になる。すなわち、液化ガスの再気化の際には、複数の空温式液化ガス気化器が組み合わされて用いられ、複数の空温式液化ガス気化器のうちの少なくとも１台の空温式液化ガス気化器が順次選択的に稼働させられるとともに、残りの空温式気化器が順次停止させられることが一般的であり、空温式液化ガス気化器の停止の際に上述した解氷を行うようになっている。しかしながら、空温式液化ガス気化器の連続稼働時間が短くなると、停止している空温式液化ガス気化器の停止時間も短くなり、強制的に解氷する必要があるために、解氷作業が面倒になる。また、空温式液化ガス気化器の稼働時には、大量の霧が発生し、発生した霧が周囲に拡散するので、隣接地や隣接者に与える印象が悪くなるとともに、視界が低下するおそれがあり、さらに各種開閉バルブや計器を凍結させるおそれがある。したがって、別途消霧装置を設置する必要があり、コストが高くなる。

特開２００４−４４７５０号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、連続稼働時間を長くすることができるとともに、霧の発生を抑制しうる空温式液化ガス気化器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)並列状に配置された複数の蒸発ユニットよりなる蒸発部を備えており、各蒸発ユニットが、上下方向に間隔をおいて配置された１対のマニホールド管と、両マニホールド管間にマニホールド管の長さ方向に間隔をおいて配置されかつ上下両端がそれぞれ上下マニホールド管に接続された複数の液化ガス蒸発管とよりなり、すべての蒸発ユニットが、マニホールド管および液化ガス蒸発管と直交する方向に並列状に配置されている空温式液化ガス気化器において、
液化ガス蒸発管の近傍に、液化ガス蒸発管の周囲の空気の温度よりも高温の気体を各液化ガス蒸発管の少なくとも下部に向かって吹き出す吹き出し管が配置されている空温式液化ガス気化器。

2)吹き出し管が、隣り合う蒸発ユニット間および両端の蒸発ユニットの外側に配置されている上記1)記載の空温式液化ガス気化器。

3)吹き出し管の管壁における少なくとも下半部に、液化ガス蒸発管の周囲の空気の温度よりも高温の気体を吹き出す複数の吹き出し口が、上下方向に間隔をおいて形成されている上記1)または2)記載の空温式液化ガス気化器。

4)吹き出し管が、大気を圧縮して得られるとともに湿度が下げられた圧縮空気を吹き出す上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の空温式液化ガス気化器。

上記1)〜4)の空温式液化ガス気化器によれば、液化ガス蒸発管の近傍に、液化ガス蒸発管の周囲の空気の温度よりも高温の気体を各液化ガス蒸発管の少なくとも下部に向かって吹き出す吹き出し管が配置されているので、吹き出し管から吹き出される気体によって、液化ガス蒸発管の表面が暖められる。したがって、液化ガス蒸発管の外表面への着霜が抑制され、比較的短時間での伝熱効率の低下が防止される。その結果、空温式液化ガス気化器の連続稼働時間を長くすることが可能になる。また、空温式液化ガス気化器の連続稼働時間を長くすることができるので、液化ガスの再気化の際に、複数の空温式液化ガス気化器が組み合わされて用いられ、複数の空温式液化ガス気化器のうちの少なくとも１台の空温式液化ガス気化器が順次選択的に稼働させられるとともに、残りの空温式気化器が順次停止させられる場合には、停止している空温式液化ガス気化器の停止時間も長くすることが可能となり、自然解氷が可能になって強制解氷が不要になったり、強制解氷に要する時間を短縮することができて、解氷作業が簡単になる。また、吹き出し管から吹き出される気体によって、液化ガス蒸発管の周囲の空気も暖められるので、空温式液化ガス気化器の稼働時の大量の霧の発生を防止することができる。したがって、別途消霧装置を設置する必要がなくなり、コストが安くなる。

上記4)の空温式液化ガス気化器によれば、液化ガス蒸発管の外表面への着霜を抑制する効果、および大量の霧の発生を防止する効果が一層向上する。

この発明による空温式液化ガス気化器の全体構成を示す正面図である。 図１に示す空温式液化ガス気化器の一部切り欠き平面図である。 図２の一部を省略した部分拡大図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

なお、以下の説明において、図１および図２の左右を左右というものとし、図２の下側を前、これと反対側を後というものとする。

図１および図２は空温式液化ガス気化器の全体構成を示し、図３はその要部の構成を示す。

図１および図２において、空温式液化ガス気化器(1)は、複数の蒸発ユニット(3)を前後方向に間隔をおいて並列状に配置することにより構成された蒸発部(2)と、複数のフィン付き蛇行管(5)を前後方向に間隔をおいて並列状に配置することにより構成された加温部(4)とを備えている。

各蒸発ユニット(3)は、上下方向に間隔をおいて互いに平行に配されかつ左右方向にのびる１対のマニホールド管(6)(7)と、両マニホールド管(6)(7)間に左右方向に間隔をおいて配されかつ上下両端がそれぞれ上下マニホールド管(6)(7)に接続された液化ガス蒸発管としての複数の垂直状フィン付き管(8)とよりなる。したがって、蒸発部(2)は、複数の蒸発ユニット(3)を、マニホールド管(6)(7)およびフィン付き管(8)と直交する方向に並列状に配置することにより構成されている。

すべての蒸発ユニット(3)の上マニホールド管(6)の左右両端はそれぞれ閉鎖されている。

すべての蒸発ユニット(3)の下マニホールド管(7)の左端は、前後方向にのびかつ両端が閉鎖された入口ヘッダ管(9)に接続されている。入口ヘッダ管(9)の長さ方向の中央部には液化ガス入口(10)が設けられている。また、すべての蒸発ユニット(3)の下マニホールド管(7)の右端はそれぞれ閉鎖されている。

図３に示すように、各蒸発ユニット(3)のフィン付き管(8)は、たとえばアルミニウム押出形材からなる横断面円形のものであり、外周面全体に上下方向にのびる複数のアウターフィン(8a)が周方向に間隔をおいて放射状に一体に形成され、内周面に上下方向にのびる複数の凸条からなるインナーフィン(8b)が周方向に間隔をおいて一体に形成されたものである。アウターフィン(8a)の上下両端の所定長さ部分は、フィン付き管(8)の上下両端を上下マニホールド管(6)(7)に接続する際の作業性を考慮して所定長さにわたって切除されている。なお、インナーフィン(8b)は必ずしも必要としない。また、図示は省略したが、蒸発部(2)において、前後方向および左右方向に隣接するフィン付き管(8)のアウターフィン(8a)は、上下両端寄りの部分において連結部材により連結されていてもよい。

加温部(4)は、各フィン付き蛇行管(5)を、前後方向に関して蒸発ユニット(2)と対応する位置に来るように、蒸発部(3)の右側において前後方向に間隔をおいて配置することにより構成されている。各フィン付き蛇行管(5)は、たとえば複数の直管状フィン付き管(11)をＵベンド(12)を介して連通状に接続することにより形成されている。直管状フィン付き管(11)は、蒸発ユニット(2)のフィン付き管(8)と同様な構成である。各フィン付き蛇行管(5)の一端は、各蒸発ユニット(2)の上マニホールド管(6)の右端寄りの位置に接続され、同じく他端は、加温部(4)の下方に配され、かつ前後方向にのびるとともに両端が閉鎖された出口ヘッダ管(14)にそれぞれ接続されている。出口ヘッダ管(14)の長さ方向の中央部には気化ガス出口(15)が設けられている。

図２および図３に示すように、空温式液化ガス気化器(1)の蒸発部(2)において、前後方向に隣り合う蒸発ユニット(3)どうしの間の部分における左右方向に隣り合うフィン付き管(8)どうしの間の部分および左右両端のフィン付き管(8)の外側に、それぞれ上下方向にのびるとともに、フィン付き管(8)の周囲の空気の温度よりも高温の気体、ここでは大気をフィン付き管(8)に向かって吹き出す大気吹き出し管(16)が配置されている。また、前後両端の蒸発ユニット(3)の外側における左右方向に隣り合うフィン付き管(8)どうしの間の部分および左右両端のフィン付き管(8)の外側に、それぞれ上下方向にのびるとともに、フィン付き管(8)の周囲の空気の温度よりも高温の気体、ここでは大気をフィン付き管(8)に向かって吹き出す大気吹き出し管(16)が配置されている。前後方向に隣り合う蒸発ユニット(3)どうしの間の部分における左右方向に隣り合うフィン付き管(8)どうしの間の部分に配置された大気吹き出し管(16)の管壁の下半部には、前後左右の４つのフィン付き管(8)を向いた４つの大気吹き出し口(17)からなるグループが、上下方向に間隔をおいて複数形成されている。前後方向に隣り合う蒸発ユニット(3)どうしの間の部分における左右両端のフィン付き管(8)の外側に配置された大気吹き出し管(16)の管壁の下半部には、前後の２つのフィン付き管(8)を向いた２つの大気吹き出し口(17)からなるグループが、上下方向に間隔をおいて複数形成されている。前後両端の蒸発ユニット(3)の外側における左右方向に隣り合うフィン付き管(8)どうしの間の部分に配置された大気吹き出し管(16)の管壁の下半部には、左右の２つのフィン付き管(8)を向いた２つの大気吹き出し口(17)からなるグループが、上下方向に間隔をおいて複数形成されている。さらに、前後両端の蒸発ユニット(3)の外側部分における左右両端のフィン付き管(8)の外側部分に配置された大気吹き出し管(16)の管壁の下半部には、蒸発部(2)の４隅に位置する１つのフィン付き管(8)を向いた大気吹き出し口(17)が、上下方向に間隔をおいて複数形成されている。

前後方向に関して同一位置にありかつ左右方向に並んだすべての大気吹き出し管(16)の上端は、左右方向にのびかつ左端が閉鎖された大気用マニホールド管(18)に接続されている。すべての大気用マニホールド管(18)の右端部は加温部(4)よりも右方までのびており、前後方向にのびかつ両端が閉鎖された１つの入口ヘッダ管(19)に接続されている。入口ヘッダ管(19)の長さ方向の中央部には、上下方向にのびかつ下端が閉鎖された大気入口管(21)の上端が接続されている。大気入口管(21)の管壁の下端部には、コンプレッサ(22)により圧縮された大気を供給する大気供給管(23)が接続されている。大気供給管(23)には流量制御弁(24)が設けられている。なお、コンプレッサ(22)は、アフタークーラを備えており、除湿機能を有している。また、前後方向に関して同一位置にありかつ左右方向に並んだすべての大気吹き出し管(16)の下端部は、左右方向にのびる補強部材(25)に固定されている。

上記構成の空温式液化ガス気化器(1)の稼働時には、貯蔵タンクに貯蔵されていた液化ガスは液化ガス入口(10)を通って入口ヘッダ管(9)内に送り込まれ、入口ヘッダ管(9)から各蒸発ユニット(3)の下マニホールド管(7)内に流入する。下マニホールド管(7)内に流入した液化ガスは全てのフィン付き管(8)に分流し、フィン付き管(8)内を上方に流れる間に大気と熱交換することにより気化して上マニホールド管(6)内に流入する。上マニホールド管(6)内に流入した気化ガスは、加温部(4)のフィン付き蛇行管(5)内に流入し、フィン付き蛇行管(5)内を流れる間に大気と熱交換して所定温度、たとえば０℃以上に加温される。加温された気化ガスは出口ヘッダ管(14)内に流入し、気化ガス出口(15)から送り出される。

上述した空温式液化ガス気化器(1)の稼働時には、コンプレッサ(22)により圧縮され、かつフィン付き管(8)の周囲の空気の温度よりも高温であるとともに湿度が低下させられた大気が、大気供給管(23)、大気入口管(21)、入口ヘッダ管(19)およびマニホールド管(18)を通って大気吹き出し管(16)内に流入し、大気吹き出し口(17)から蒸発部(2)のフィン付き管(8)に向かって吹き出される。高温低湿度の圧縮空気が大気吹き出し管(16)の大気吹き出し口(17)から吹き出されると、当該圧縮空気によって、液化ガス蒸発管としてフィン付き管(8)の表面が暖められる。したがって、フィン付き管(8)の外表面、すなわち管壁外周面およびアウターフィン(8a)の表面への着霜が抑制され、比較的短時間での伝熱効率の低下が防止される。その結果、空温式液化ガス気化器(1)の連続稼働時間を長くすることが可能になる。なお、大気吹き出し管(16)内に流入した大気は、大気吹き出し管(16)内を下方に流れる間に、周囲の空気により冷却されることがあるが、その場合であってもフィン付き管(8)の周囲の空気の温度よりも高温である。

また、空温式液化ガス気化器(1)の連続稼働時間を長くすることができるので、液化ガスの再気化の際に、複数の空温式液化ガス気化器(1)が組み合わされて用いられ、複数の空温式液化ガス気化器(1)のうちの少なくとも１台の空温式液化ガス気化器(1)が順次選択的に稼働させられるとともに、残りの空温式液化ガス気化器(1)が順次停止させられて使用される場合には、停止している空温式液化ガス気化器(1)の停止時間も長くすることが可能となり、自然解氷が可能になって強制解氷が不要になったり、強制解氷に要する時間を短縮することができて、解氷作業が簡単になる。

さらに、大気吹き出し管(16)の大気吹き出し口(17)から吹き出される大気によって、フィン付き管(8)の周囲の空気も暖められるので、空温式液化ガス気化器(1)の稼働時の大量の霧の発生を防止することができる。その結果、別途消霧装置を設置する必要がなくなり、コストが安くなる。

なお、上記実施形態の空温式液化ガス気化器(1)においては、蒸発部(2)の下流側に加温部(4)が設けられているが、加温部(4)は必ずしも必要としない。また、上記実施形態の空温式液化ガス気化器(1)においては、大気吹き出し管(16)の下半部のみに大気吹き出し口(17)が形成されているが、これに限定されるものではなく、上半部にも形成されていてもよい。さらに、上記実施形態の空温式液化ガス気化器(1)においては、液化ガス蒸発管であるフィン付き管(8)には、コンプレッサ(22)によって圧縮された高温低湿度の大気が吹き出されるようになっているが、これに限定されるものではない。

この発明による空温式液化ガス気化器は、天然ガス、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、水素、炭酸ガス、メタン、プロパン、エチレンなどの液化ガスを再気化するのに好適に用いられる。

(1)：空温式液化ガス気化器
(2)：蒸発部
(3)：蒸発ユニット
(6)(7)：マニホールド管
(8)：フィン付き管（液化ガス蒸発管）
(16)：大気吹き出し管
(17)：大気吹き出し口

Claims (4)

1. 並列状に配置された複数の蒸発ユニットよりなる蒸発部を備えており、各蒸発ユニットが、上下方向に間隔をおいて配置された１対のマニホールド管と、両マニホールド管間にマニホールド管の長さ方向に間隔をおいて配置されかつ上下両端がそれぞれ上下マニホールド管に接続された複数の液化ガス蒸発管とよりなり、すべての蒸発ユニットが、マニホールド管および液化ガス蒸発管と直交する方向に並列状に配置されている空温式液化ガス気化器において、
   液化ガス蒸発管の近傍に、液化ガス蒸発管の周囲の空気の温度よりも高温の気体を各液化ガス蒸発管の少なくとも下部に向かって吹き出す吹き出し管が配置されている空温式液化ガス気化器。
2. 吹き出し管が、隣り合う蒸発ユニット間および両端の蒸発ユニットの外側に配置されている請求項１記載の空温式液化ガス気化器。
3. 吹き出し管の管壁における少なくとも下半部に、液化ガス蒸発管の周囲の空気の温度よりも高温の気体を吹き出す複数の吹き出し口が、上下方向に間隔をおいて形成されている請求項１または２記載の空温式液化ガス気化器。
4. 吹き出し管が、大気を圧縮して得られるとともに湿度が下げられた圧縮空気を吹き出す請求項１〜３のうちのいずれかに記載の空温式液化ガス気化器。

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