JP2013181547A - 液化ガス気化装置及び液化ガス気化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストをかけることなく、液化ガスを効率良く気化させることを可能とした液化ガス気化装置及び液化ガス気化方法を提供する。
【解決手段】液化ガスＬＧを気化させて気化ガスＶＧを生成する蒸発部２と、蒸発部２で生成された気化ガスＶＧを加温する加温部３とを備え、蒸発部２は、その内部を液化ガスＬＧが通過する間に外部との熱交換を行う伝熱管５と、伝熱管５を内部に収容すると共に、その内部を加温部３で加温された気化ガスＶＧが通過するハウジング６とを有して、伝熱管５内を流れる液化ガスＬＧと、ハウジング６内を流れる気化ガスＶＧとの間で熱交換が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、低温の液化ガスを気化昇温させるための液化ガス気化装置及び液化ガス気化方法に関する。

例えば、冷凍食品の工場や病院などに設置されるガス供給システムでは、液化窒素（沸点−１９６℃）や液化酸素（沸点−１８３℃）などの低温液化ガスを液化ガス貯槽に一旦貯蔵しておき、この液化ガス貯槽に貯蔵された低温液化ガスを、必要に応じて液体のまま供給したり、この液化ガスを気化（蒸発）させる液化ガス気化装置（気化器、蒸発器とも呼ばれる。）を用いて、常温の気化ガスとして供給したりすることが行われている。

上述した液化ガス気化装置では、低温の液化ガスを気化昇温させるための熱源として、温水を用いた温水式や、空気（大気）を用いた空温式などがあり、一般的には、経済性を考慮して空温式の液化ガス気化装置が多く利用されている。

この空温式の液化ガス気化装置は、例えば、液化ガスを気化させて気化ガスを生成する蒸発部と、蒸発部で生成された気化ガスを加温する加温部とを備えている。また、これら蒸発部及び加温部には、その内部を液化ガス又は気化ガスが通過する間に、外部の空気との間で熱交換を行うフィン付きの伝熱管が広く用いられている。

しかしながら、このような空温式の液化ガス気化装置では、その連続使用によって、蒸発部に設けられた伝熱管の温度が低下し、この伝熱管の表面に空気中の水分が凍結して霜（氷）が発生し付着することがあった。この場合、伝熱管の表面における伝熱効率が低下してしまう。さらに、成長した霜がフィンの間を埋めることによって伝熱面積が低下してしまい、蒸発部での気化能力を更に悪化させることになる。

そこで、このような問題を解決するため、例えば、下記特許文献１に記載されるように、伝熱管の表面に温風を吹き付けて、この伝熱管の表面に付着した霜を除去したり、下記特許文献２に記載されるように、伝熱管が配置されたハウジング内で加熱した空気を強制的に循環させたりすることが行われている。さらに、伝熱管に散水して霜を解氷することなども行われている。

特開２００６−２４２２７４号公報 特開平１１−２９４６９４号公報

しかしながら、上述した従来の液化ガス気化装置では、何れも空気を加熱するための手段や、空気を強制的に循環させるための手段、散水するための手段等を設けなければならず、イニシャルコストやランニングコストが嵩んでしまうといった問題があった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、コストをかけることなく、液化ガスを効率良く気化させることを可能とした液化ガス気化装置及び液化ガス気化方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る液化ガス気化装置は、液化ガスを気化させて気化ガスを生成する蒸発部と、蒸発部で生成された気化ガスを加温する加温部とを備え、蒸発部は、その内部を液化ガスが通過する間に外部との熱交換を行う伝熱管と、伝熱管を内部に収容すると共に、その内部を加温部で加温された気化ガスが通過するハウジングとを有して、伝熱管内を流れる液化ガスと、ハウジング内を流れる気化ガスとの間で熱交換が行われることを特徴とする。

また、本発明に係る液化ガス気化方法は、液化ガスを気化させて気化ガスを生成する蒸発ステップと、蒸発ステップで生成された気化ガスを加温する加温ステップとを含み、蒸発ステップで液化ガスを気化させる際に、加温ステップで加温された気化ガスを用いて、液化ガスを加温することを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、加温された気化ガスを用いて液化ガスを気化させることから、コストをかけることなく、液化ガスを効率良く気化させることが可能となる。また、本発明によれば、ハウジングの内部に収納された伝熱管の表面に霜が発生することを防ぐことが可能である。

図１は、本発明を適用した液化ガス気化装置の一例を示す構成図である。

以下、本発明を適用した液化ガス気化装置及び液化ガス気化方法について、図面を参照して詳細に説明する。

（液化ガス気化装置）
図１は、本発明を適用した液化ガス気化装置１の一例を示す構成図である。
この液化ガス気化装置１は、図１に示すように、液化ガスＬＧを気化させて気化ガスＶＧを生成する蒸発部２と、蒸発部２で生成された気化ガスＶＧを加温する第１の加温部３及び第２の加温部４とを概略備えている。

蒸発部２は、その内部を液化ガスＬＧが通過する間に外部との熱交換を行う複数の伝熱管５と、これら複数の伝熱管５を内部に収容するハウジング６とを有している。

複数の伝熱管５は、例えばアルミニウム（合金）製のパイプの表面に放射状に広がる複数のフィン（ヒートシンク）が一体に設けられたものからなる。そして、これら複数の伝熱管５は、ハウジング６の内部において起立した状態で互いに平行に並んだ状態で配置されると共に、互いを直列又は並列に接続することによって、全体として液化ガスＬＧが通過する一つのライン（流路）を構成している。

そして、この蒸発部２の入側には、上記ハウジング６を貫通する液化ガス供給ライン７を介して液化ガス供給源８が接続されている。液化ガス供給ライン７は、液化ガス供給源８と蒸発部２の入側の伝熱管５との間を接続する配管（流路）からなる。液化ガス供給源８は、例えば液化窒素（沸点−１９６℃）や液化酸素（沸点−１８３℃）などの液化ガスＬＧが貯蔵された液化ガス貯槽からなり、液化ガス供給ライン７を通して蒸発部２に液化ガスＬＧを供給することが可能となっている。

ハウジング６は、耐圧容器（高圧ガス容器）からなり、その密閉された内部に上記複数の伝熱管５を収容することによって、これら複数の伝熱管５を気密に封止している。また、ハウジング６の上側には、後述する第１の加温部３で加温された気化ガスＶＧが導入されるガス導入口６ａが設けられている。一方、ハウジング６の下側には、このハウジング６の内部を通過した気化ガスＶＧが排出されるガス排出口６ｂが設けられている。

第１の加温部３は、その内部を気化ガスＶＧが通過する間に外部との熱交換を行う複数の伝熱管９を有している。これら複数の伝熱管９は、上記伝熱管５と同様に、例えばアルミニウム（合金）製のパイプの表面に放射状に広がる複数のフィン（ヒートシンク）が一体に設けられたものからなる。

そして、これら複数の伝熱管９は、起立した状態で互いに平行に並んだ状態で配置されると共に、互いを直列に接続することによって、全体として気化ガスＶＧが通過する一つのライン（流路）を構成している。

また、第１の加温部３の入側の伝熱管９と蒸発部２の出側の伝熱管５との間が、上記ハウジング６を貫通する配管（流路）１０によって接続され、第１の加温部３の出側の伝熱管９とハウジング６のガス導入口６ａとの間が、配管（流路）１１によって接続されている。

第２の加温部４は、その内部を気化ガスＶＧが通過する間に外部との熱交換を行う複数の伝熱管１２を有している。これら複数の伝熱管１２は、上記伝熱管５，９と同様に、例えばアルミニウム（合金）製のパイプの表面に放射状に広がる複数のフィン（ヒートシンク）が一体に設けられたものからなる。

そして、これら複数の伝熱管１２は、起立した状態で互いに平行に並んだ状態で配置されると共に、互いを直列に接続することによって、全体として気化ガスＶＧが通過する一つのライン（流路）を構成している。

また、第２の加温部４の入側の伝熱管１２とハウジング６のガス排出口６ｂとの間が、配管（流路）１３によって接続されている。一方、第２の加温部４の出側の伝熱管１２は、気化ガス供給ライン１４と接続されて、例えば常温まで加温された気化ガスＶＧを外部に供給することが可能となっている。

以上のような構造を有する液化ガス気化装置１では、液化ガス供給源８から液化ガス供給ライン７を通して蒸発部２に低温の液化ガスＬＧが供給されると、この蒸発部２内を液化ガスＬＧが通過する間に加温されて気化される。そして、蒸発部２で生成された気化ガスＶＧは、配管１０を通して第１の加温部３へと供給される。

第１の加温部３では、複数の伝熱管９内を流れる気化ガスＶＧと、外部の空気との間で熱交換が行われることによって、これら複数の伝熱管９内を流れる気化ガスＶＧが加温される。そして、第１の加温部３で加温された気化ガスＶＧは、配管１１を通してハウジング６へと供給される。

ハウジング６では、ガス導入口６ａから導入された気化ガスＶＧがガス排出口６ｂから排出される間に、上記複数の伝熱管５内を流れる液化ガスＬＧと、このハウジング６内を流れる気化ガスＶＧとの間で熱交換が行われる。これにより、上記複数の伝熱管５内を流れる液化ガスＬＧが加温されて気化される。そして、ガス排出口６ｂから排出された気化ガスＶＧは、配管１３を通して第２の加温部４へと供給される。

第２の加温部４では、複数の伝熱管１２内を流れる気化ガスＶＧと、外部の空気との間で熱交換が行われることによって、これら複数の伝熱管１２内を流れる気化ガスＶＧが加温される。そして、第２の加温部４で加温された気化ガスＶＧは、気化ガス供給ライン１４を通して外部に供給されることになる。

上述したように、本発明を適用した液化ガス気化装置１では、第１の加温部３で加温された気化ガスＶＧがハウジング６内を通過する間に、このハウジング６内を流れる気化ガスＶＧによって、複数の伝熱管５内を流れる液化ガスＬＧを気化・加温することが可能である。これにより、コストをかけることなく、液化ガスＬＧを効率良く気化させることが可能である。

また、本発明を適用した液化ガス気化装置１では、ハウジング６内を流れる気化ガスＶＧによって、このハウジング６の内部に収納された複数の伝熱管５の表面に霜が発生することを防ぐことが可能である。すなわち、ハウジング６の内部には、水分を含まない気化ガスＶＧのみが流れ込むため、従来のような伝熱管５の表面に空気中の水分が凍結して霜が発生するといったことを防ぐことが可能である。また、ポンプ等を用いることなく、ハウジング６内に気化ガスＶＧを流すことが可能である。

これにより、従来のような空気を加熱するための手段や、空気を強制的に循環させるための手段、散水するための手段等を設ける必要がないため、イニシャルコストやランニングコストの低減を図ることが可能である。

（液化ガス気化方法）
本発明を適用した液化ガス気化方法は、液化ガスＬＧを気化させて気化ガスＶＧを生成する蒸発ステップと、蒸発ステップで生成された気化ガスＶＧを加温する第１の加温ステップとを含み、蒸発ステップで液化ガスＬＧを気化させる際に、第１の加温ステップで加温された気化ガスＶＧを用いて、液化ガスＬＧを加温することを特徴としている。

更に、本発明を適用した液化ガス気化方法は、上記液化ガスＬＧを気化・加温する際に用いられた気化ガスＶＧを加温する第２の加温ステップを含むことを特徴とする。

すなわち、本発明を適用した液化ガス気化方法では、上記液化ガス気化装置１を用いて、上述した蒸発ステップと、第１の加温ステップと、第２の加温ステップとを実行することが可能である。

これにより、本発明では、上述したコストをかけることなく、液化ガスＬＧを効率良く気化させることが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記図１に示す蒸発部２では、液化ガスＬＧの入側において複数の伝熱管５が並列に接続された領域２ａと、気化ガスＶＧの出側において複数の伝熱管５が直列に接続された領域２ｂとが設けられた構成となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではない。すなわち、上記伝熱管５の接続方法については、直列であっても並列であってもよく、更に、これらの組み合わせについて適宜変更を加えることが可能である。同様に、上記図１に示す第１及び第２の加温部３，４においても、上記伝熱管９，１２の接続方法について適宜変更を加えることが可能である。

また、本発明における「蒸発部」や「蒸発ステップ」といった表現は、単に液化ガスＬＧを気化させて気化ガスＶＧを生成することのみを意味するだけでなく、気化ガスＶＧを僅かでも昇温させる意味も含んでいる。

１…液化ガス気化装置 ２…蒸発部 ３…第１の加温部 ４…第２の加温部 ５…伝熱管 ６…ハウジング ７…液化ガス供給ライン ８…液化ガス供給源 ９…伝熱管 １０，１１…配管 １２…伝熱管 １３…配管 １４…気化ガス供給ライン ＬＧ…液化ガス ＶＧ…気化ガス

Claims (7)

1. 液化ガスを気化させて気化ガスを生成する蒸発部と、
   前記蒸発部で生成された気化ガスを加温する加温部とを備え、
   前記蒸発部は、その内部を前記液化ガスが通過する間に外部との熱交換を行う伝熱管と、前記伝熱管を内部に収容すると共に、その内部を前記加温部で加温された気化ガスが通過するハウジングとを有して、前記伝熱管内を流れる液化ガスと、前記ハウジング内を流れる気化ガスとの間で熱交換が行われることを特徴とする液化ガス気化装置。
2. 前記ハウジングが耐圧容器からなることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス気化装置。
3. 前記蒸発部は、複数の伝熱管が直列及び／又は並列に接続された構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の液化ガス気化装置。
4. 更に、前記ハウジングを通過した気化ガスを加温する別の加温部を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液化ガス気化装置。
5. 前記加温部は、その内部を前記気化ガスが通過する間に外部との熱交換を行う複数の伝熱管を有し、且つ、これら複数の伝熱管が直列及び／又は並列に接続された構造を有することを特徴とする請求項４に記載の液化ガス気化装置。
6. 液化ガスを気化させて気化ガスを生成する蒸発ステップと、
   前記蒸発ステップで生成された気化ガスを加温する加温ステップとを含み、
   前記蒸発ステップで前記液化ガスを気化させる際に、前記加温ステップで加温された気化ガスを用いて、前記液化ガスを加温することを特徴とする液化ガス気化方法。
7. 更に、前記液化ガスを加温する際に用いられた気化ガスを加温する別の加温ステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の液化ガス気化方法。

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