以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る気化器は、熱源媒体によって低温液化ガスである液化天然ガス(LNG)を気化させて天然ガス(NG)を得るための装置である。図1に示すように、この気化器10は、内部でLNGと熱源媒体の熱交換が行なわれるシェル12と、LNGをシェル12内に導入させるための入口室14と、シェル12内で加温されたNGが一旦貯留される出口室16と、入口室14にLNGを導く液化ガス供給路18と、出口室16からNGを導出させるガス排出路20と、第1中間室22と、第2中間室24と、第1中間室22と第2中間室24を繋ぐ連絡管26と、を備えている。熱源媒体としては、例えば、海水、工水、グリコール水、水道水等を用いることができる。なお、気化器10は、LNGを気化させる装置に限られるものではなく、例えば、エチレン、液化酸素、液化窒素などの低温液化ガスを気化させる装置であってもよい。
シェル12は、筒状の胴部12aと、胴部12aの長手方向の一端部に設けられた第1壁体12bと、胴部12aの長手方向の他端部(第1壁体12bが設けられた端部とは反対側の端部)に設けられた第2壁体12cと、を有し、中空状の容器によって構成されている。第1壁体12bには入口室14及び第1中間室22が隣接し、第2壁体12cには出口室16及び第2中間室24が隣接している。なお、胴部12aは、矩形枠状の断面を有した角筒状に形成されていてもよく、あるいは円環状の断面を有した円筒状に形成されていてもよい。
シェル12には、シェル12内に熱源媒体を導入する供給ポート31と、シェル12内の熱源媒体を外部に排出する排出ポート33と、が設けられている。したがって、シェル12内には熱源媒体が満たされる。シェル12内には、後述するように蒸発器38と加温器40が設けられているため、供給ポート31は、シェル12内における蒸発器38側の領域に熱源媒体を供給するための第1供給ポート31aと、シェル12内における加温器40側の領域に熱源媒体を供給するための第2供給ポート31bと、を有する。排出ポート33は、シェル12の長手方向(すなわち、後述する伝熱管38a,40aの延びる方向)において、第1供給ポート31aと第2供給ポート31bの間の位置に配置されている。このため、排出ポート33は、第1供給ポート31aからシェル12内に導入された熱源媒体及び第2供給ポート31bからシェル12内に導入された熱源媒体をシェル12外に排出する。
第1供給ポート31aには、第1供給路35が接続され、第2供給ポート31bには、第2供給路36が接続されている。第1供給路35は、第1供給ポート31aに供給される熱源媒体が流れる。第2供給路36には、第2供給ポート31bに供給される熱源媒体が流れる。第1供給路35と第2供給路36は、図1に示すように、上流端が結合されていて、1つの供給源から熱源媒体の供給を受ける。なお、第1供給路35と第2供給路36は結合されている必要はない。この場合、第1供給路35と第2供給路36は、別々の供給源から熱源媒体の供給を受けることになる。
シェル12内には、蒸発器38と加温器40が設けられている。同じシェル12内に蒸発器38と加温器40が設けられる構成とすることにより、簡素な構成にすることができるだけでなく、据付工事、配管工事等のコストを低減することができる。蒸発器38は、複数の伝熱管38aを有している。すなわち、蒸発器38は、複数の伝熱管38aからなるチューブバンドルを有している。チューブバンドルは第1壁体12bに支持されている。
蒸発器38の伝熱管38aは、U字管によって構成されており、直線状に延びる一対の直線部38bと両直線部38bを繋ぐ湾曲部38cとを有している。一方の直線部38bは、第1壁体12bにおける入口室14が隣接する部位に支持されており、第2壁体12cに向かって延びている。他方の直線部38bは、第1壁体12bにおける第1中間室22が隣接する部位に支持されており、第2壁体12cに向かって延びている。したがって、入口室14内のLNGは、伝熱管38a内に流入し、伝熱管38a内で蒸発して得られたNG(ガス)は、第1中間室22に導入される。
湾曲部38cは胴部12aの内面から離間している。したがって、伝熱管38aは、直線部38bが収縮したり、膨張したり、弾性変形することが許容されている。伝熱管38a内にはLNGが流入する。
加温器40は、複数の伝熱管40aを有している。すなわち、加温器40は、複数の伝熱管40aからなるチューブバンドルを有している。チューブバンドルは第2壁体12cに支持されている。
加温器40の伝熱管40aは、U字管によって構成されており、直線状に延びる一対の直線部40bと両直線部40bを繋ぐ湾曲部40cとを有している。一方の直線部40bは、第2壁体12cにおける第2中間室24が隣接する部位に支持されており、第1壁体12bに向かって延びている。他方の直線部40bは、第2壁体12cにおける出口室16が隣接する部位に支持されており、第1壁体12bに向かって延びている。したがって、第2中間室24内のNGは、伝熱管40a内に流入し、伝熱管40a内で加温されたNGは、出口室16に導入される。
湾曲部40cは胴部12aの内面から離間している。したがって、伝熱管40aは、直線部40bが収縮したり、膨張したり、弾性変形することが許容されている。また、蒸発器38の伝熱管38aにおける湾曲部38cと、加温器40の伝熱管40aにおける湾曲部40cとは、互いに離間している。
連絡管26は、シェル12の外側に配置されており、一端部が第1中間室22に接続されており、他端部が第2中間室24に接続されている。第1実施形態では、第1中間室22と第2中間室24と連絡管26とにより、蒸発器38の複数の伝熱管38aから導出されたガスを加温器40の複数の伝熱管40aに流入させる連絡部42が構成される。
加温器40における熱落差(熱源媒体の温度とNGの温度との差)は、蒸発器38における熱落差(熱源媒体の温度とLNG又はNGの温度との差)よりも小さい。
図2(a)(b)に示すように、蒸発器38における伝熱管38aの外径D1に対する伝熱管38aの配置ピッチP1の比(P1/D1)は、加温器40における伝熱管40aの外径D2に対する伝熱管40aの配置ピッチP2の比(P2/D2)よりも大きい。この場合において、蒸発器38における隣接する伝熱管38a同士の間隙幅は、加温器40における隣接する伝熱管40a同士の間隙幅よりも大きくてもよい。この場合、蒸発器38では、仮に熱源媒体が凝固することがあったとしても、伝熱管38a同士の隙間を塞ぎ難くすることができる。一方で、加温器40での伝熱係数が蒸発器38での伝熱係数よりも高くなる。また、蒸発器38における伝熱管38aの外径D1は、加温器40における伝熱管40aの外径D2よりも小さくてもよい。この場合、単位長さ当たりの加温器40における伝熱面積が、単位長さ当たりの蒸発器38における伝熱面積よりも大きくなる。
第1実施形態に係る気化器10では、熱源媒体が、第1供給路35から第1供給ポート31aを通して、シェル12内における蒸発器38側の領域に供給される。また熱源媒体は、第2供給路36から第2供給ポート31bを通して、シェル12内における加温器40側の領域に供給される。一方、液化ガス供給路18から入口室14内に導入されたLNGは、蒸発器38の伝熱管38a内に流入する。伝熱管38a内を流れるLNGは、伝熱管38a外の熱源媒体と熱交換する。熱源媒体によって加熱されたLNGは蒸発してNGとなる。NGは、伝熱管38a内から第1中間室22に流入する。このNGは、連絡管26を通して第2中間室24に導入される。第2中間室24内のNGは、加温器40の伝熱管40a内に流入する。伝熱管40a内を流れるNGは、伝熱管40a外の熱源媒体と熱交換する。熱源媒体によって加熱されたNGは、伝熱管40a内から出口室16に流入する。出口室16内のNGは、ガス排出路20を通して利用側に送られる。
以上説明したように、第1実施形態では、シェル12内の蒸発器38において、熱源媒体によってLNGを加熱して、LNGを蒸発させる。そして、シェル12内の加温器40にて、LNGが蒸発することによって生成されたNGを加温する。したがって、中間媒体を用いることなく、LNGの蒸発及び加温を行うことができる。しかも、同じシェル12内に蒸発器38と加温器40が配置されている。このため、簡素な構成の気化器10となっている。また、蒸発器38の複数の伝熱管38aから導出されたガスを加温器40の複数の伝熱管40aに導く連絡部42を備えているため、加温器40が蒸発器38から離隔して配置されていても、ガスを蒸発器38から加温器40に送ることができる。したがって、蒸発器38の伝熱管38aの温度と加温器40の伝熱管40aの温度とが異なる温度帯であったとしても、互いに影響を受け合うことを抑制することができる。
また、第1実施形態では、蒸発器38における伝熱管38aの配置ピッチP1と伝熱管38aの外径D1の比(P1/D1)が、加温器40における伝熱管40aの配置ピッチP2と伝熱管40aの外径D2の比(P2/D2)よりも大きい。このため、蒸発器38における伝熱管38aへの着氷によって伝熱管38aの間隙が塞がれることを抑制することができる。しかも、熱落差が小さく伝熱効率の低い加温器40においては、伝熱管40aの配置ピッチP2が狭くなることによって、伝熱効率を上げることができる。
また、第1実施形態では、シェル12内に中間室51(図5参照)が配置されない構成となるため、高圧のLNGが導入される場合に有効となる。すなわち、中間室51には、伝熱管38a,40aを保持する管板51a,51bが設けられるが、高圧のLNGが導入される場合には、管板51a,51bも厚いものになる。また管板は4セット必要となるので製作コストが大きくなる要因となる。このため、シェル12内に中間室51が配置されないU字管タイプは、高圧のLNGが導入される気化器10の場合に有効となる。
なお、第1実施形態では、蒸発器38における伝熱管38aの外径D1に対する伝熱管38aの配置ピッチP1の比(P1/D1)が、加温器40における伝熱管40aの外径D2に対する伝熱管40aの配置ピッチP2の比(P2/D2)よりも大きいが、これに限られるものではない。例えば熱源にグリコール水等着氷条件の厳しくないものを使用する場合には、比(P1/D1)が比(P2/D2)よりも大きくなくてもよい。
供給ポート31が第1供給ポート31aと第2供給ポート31bを備えた構成となっているが、これに限られない。1つの供給ポート31が設けられる構成であってもよい。
(第2実施形態)
図3は本発明の第2実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図3に示すように、第2実施形態は、シェル12内における蒸発器38及び加温器40のそれぞれの領域において、複数のバッフル板45,46が設けられている点で、第1実施形態と異なっている。複数のバッフル板45,46は、シェル12の長手方向(すなわち、伝熱管38a,40aの延びる方向)に間隔をおいて配置されている。複数のバッフル板45,46は、シェル12内に熱源媒体の蛇行流を生じさせるように配置されている。すなわち、シェル12の長手方向に並ぶ複数のバッフル板45,46は、互い違いにずれた位置に設けられている。例えば、胴部12aの右側面(又は上面)との間に間隙を形成するように設けられたバッフル板45,46の隣のバッフル板45,46は、胴部12aの左側面(又は下面)との間に間隙を形成するように設けられている。
複数のバッフル板45,46には、蒸発器38を構成する伝熱管38aの存在する領域に配設された複数のバッフル板45(第1バッフル板群)と、加温器40を構成する伝熱管40aの存在する領域に配設された複数のバッフル板46(第2バッフル板群)とが含まれている。第1バッフル板群におけるバッフル板45の配置ピッチは、第2バッフル板群におけるバッフル板46の配置ピッチよりも小さいのが好ましい。
第2実施形態において、蒸発器38では、伝熱管38aの配置ピッチ比(P1/D1)が大きいため、加温器40に比べ伝熱効率が低い。このため、蒸発器38が配置された領域でのバッフル板45の配置ピッチを、加温器40が配置された領域でのバッフル板46の配置ピッチよりも小さくすることにより、蒸発器38において、熱源媒体の流速を上げるようにしている。これにより、熱源媒体からの伝熱の効率を上げることができるため、蒸発器38の伝熱管38aへの着氷をより抑制することができる。
なお、バッフル板45,46の配置ピッチは、蒸発器38及び加温器40において、同じであってもよい。その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。
(第3実施形態)
図4は本発明の第3実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図4に示すように、第3実施形態では、第1供給路35と第2供給路36における熱源媒体の供給流量割合を調節する調節部48が設けられている。調節部48は、第1供給路35に設けられた第1調節弁48aと、第2供給路36に設けられた第2調節弁48bと、両調節弁48a,48bを制御する弁制御部48cと、を有する。調節部48の弁制御部48cは、蒸発器38の領域における熱源媒体の温度を検出する第1温度検出器49aからの検出信号と、加温器40の領域における熱源媒体の温度を検出する第2温度検出器49bからの検出信号と、を受信する。そして、弁制御部48cは、第1温度検出器49aからの検出信号と第2温度検出器49bからの検出信号とに基づいて、第1調節弁48aの開度を調整することによって第1供給路35における熱源媒体の流量を調整するとともに、第2調節弁48bの開度を調整することによって第2供給路36における熱源媒体の流量を調整するように構成されている。これにより、第1供給路35と第2供給路36における熱源媒体の供給流量割合が調節される。第1温度検出器49aは、シェル12において、排出ポート33よりも蒸発器38側に配置されている。第2温度検出器49bは、シェル12において、排出ポート33よりも加温器40側に配置されている。
第3実施形態によれば、蒸発器38における熱負荷と加温器40における熱負荷の大きさに応じて、調節部48によって、第1供給路35における熱源媒体の供給流量と第2供給路36における熱源媒体の供給流量との割合を調節することができる。したがって、蒸発器38側と加温器40側で伝熱バランスのとれた気化器10とすることができる。
なお、気化器10への熱源媒体流量がLNG負荷に応じて設定されている場合、第1調節弁48a、第2調節弁48bはいずれか一方でもよい。また調節部48は、両者の熱負荷割合に応じて予め設定された供給流量割合で蒸発器38側及び加温器40側へ熱源媒体を供給するように設定されていてもよい。すなわち、蒸発器38側の熱負荷及び加温器40側の熱負荷に応じた熱源媒体の流量割合が得られるように設定された第1調節弁48aの開度及び第2調節弁48bの開度で、調節弁48a,48bの開度が固定されていてもよい。この場合、第1温度検出器49a及び第2温度検出器49bを省略することができる。
また、調節部48は、第1調節弁48a及び第2調節弁48bを有する構成に代え、第1供給路35と第2供給路36の分岐部に配置された三方弁(図示省略)であって、開度調整可能に構成された弁を備える構成であってもよい。
その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。
(第4実施形態)
図5は本発明の第4実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第1実施形態では、第1中間室22、第2中間室24及び連絡管26により、蒸発器38の複数の伝熱管38aから導出されたガスを加温器40の複数の伝熱管40aに流入させる連絡部42が構成されている。これに対し、第4実施形態は、シェル12内に配置された中間室51を備え、この中間室51により、蒸発器38の複数の伝熱管38aから導出されたガスを加温器40の複数の伝熱管40aに流入させる連絡部42が構成されている。
中間室51は、シェル12の第1壁体12bから離間するとともにシェル12の第2壁体12cから離間する位置に配置され、第1壁体12bと第2壁体12cとの間に配置されている。中間室51のシェル12の長手方向の両側には、管板51a,51bが設けられている。中間室51とシェル12の胴部12aとの間には、隙間が形成されている。
蒸発器38の伝熱管38a及び加温器40の伝熱管40aは、U字管によって構成されるのではなく、直管によって構成されている。蒸発器38の伝熱管38aは、一端部が第1壁体12bに支持され、他端部が中間室51に設けられた管板(第1管板)51aに支持されている。加温器40の伝熱管40aは、一端部が第2壁体12cに支持され、他端部が中間室51に設けられた管板(第2管板)51bに支持されている。第1実施形態と異なり、第1中間室22及び第2中間室24は形成されていない。このため、第1壁体12bには入口室14のみが隣接しており、第2壁体12cには出口室16のみが隣接している。排出ポート33は、蒸発器38側の第1排出ポート33aと、加温器40側の第2排出ポート33bとを有している。
胴部12には、蒸発器38の伝熱管38aの中間部の位置に対応するところにおいてエキスパンションジョイント53が設けられている。エキスパンションジョイント53は、収縮及び膨張が可能に構成されており、シェル12の胴部12aに結合されている。したがって、例えば、蒸発器38の伝熱管38aおよび加温器40の伝熱管40aが低温になって収縮した場合であっても、エキスパンションジョイント53が伝熱管38a,40aの収縮を吸収し、シェル12および管板51a,51bに応力が発生することを防止することができる。なお、エキスパンションジョイント53の位置は蒸発器38および加温器40のいずれに設けられていてもよい。
第4実施形態に係る気化器10では、熱源媒体は、第1供給路35から第1供給ポート31aを通して、シェル12内における蒸発器38側の領域(中間室51に対して第1壁体12b側の領域)に供給される。また熱源媒体は、第2供給路36から第2供給ポート31bを通して、シェル12内における加温器40側の領域(中間室51に対して第2壁体12c側の領域)に供給される。一方、液化ガス供給路18から入口室14内に導入されたLNGは、蒸発器38の伝熱管38a内に流入する。伝熱管38a内を流れるLNGは、伝熱管38a外の熱源媒体と熱交換する。熱源媒体によって加熱されたLNGは蒸発してNGとなる。NGは、伝熱管38a内から中間室51に流入する。中間室51内のNGは、加温器40の伝熱管40a内に流入する。伝熱管40a内を流れるNGは、伝熱管40a外の熱源媒体と熱交換する。熱源媒体によって加熱されたNGは、伝熱管40a内から出口室16に流入する。出口室16内のNGは、ガス排出路20を通して利用側に送られる。
第4実施形態では、シェル12の外側で蒸発器38と加温器40を連絡する連絡管26が設けられないため、気化器10としての小型化を図ることができる。
その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。
(第5実施形態)
図6(a)は本発明の第5実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図6(a)に示すように、第5実施形態では、シェル12の長手方向に直交する方向のシェル12の断面形状が矩形状に形成されている。そして、蒸発器38の複数の伝熱管38aは矩形配列となっている。具体的には、上端に配置された伝熱管38aは水平方向に直線的に並び、下端に配置された伝熱管38aも水平方向に直線的に並び、断面内の左端に配置された伝熱管38aは、垂直方向に直線的に並び、断面内の右端に配置された伝熱管38aも、垂直方向に直線的に並んでいる。なお、図6(a)では、チューブバンドルが便宜的に網目状に描かれているが、実際には各交点のところに伝熱管38aが配置され、編み目は存在しない。また、図6(a)では、チューブバンドルが上下2つに分かれている部位を描いている。すなわち、伝熱管38aがU字管によって構成されているため、一方の直線部38bのバンドルと、他方の直線部38bのバンドルとが分かれて配置されている。図6(a)はその部位を描いている。図示していないが、加温器40の伝熱管40aの配列も、蒸発器38の伝熱管38aの配列と同様になっている。
本実施形態では、複数のバッフル板45が設けられている。隣り合うバッフル板45が上下方向に互い違いになるように配置されている。具体的には、あるバッフル板45,46は、胴部12aの上端部との間に隙間が形成されるように配置される一方、胴部12aの下端部との間には隙間が形成されていない。その隣のバッフル板45,46は、胴部12aの下端部との間に隙間が形成されるように配置される一方で、胴部12aの上端部との間には隙間が形成されていない。
シェル12は、断面矩形状に形成されている。すなわち、シェル12の下面が平坦な面によって構成されている。そして、シェル12は、下面が図外の基礎部分に接触するように設置される。
第5実施形態では、シェル12の断面が矩形であり、伝熱管38a,40aが矩形配列となっているので、シェル12内のスペースに効率良く伝熱管38a,40aを配置することができる。また、蒸発器38及び加温器40において、伝熱管38a,40a同士の間隙を流れる熱源媒体の偏流を抑制することができる。したがって、蒸発器38及び加温器40では、それに伴い着氷厚みの平準化を図ることができる。また、シェル12の支持構造を簡素化することができるとともに、基礎工事費用の削減を図ることができる。
なお、図6(b)に示すように、シェル12は断面が円形状に形成されていてもよい。この場合においても、着氷条件が厳しくない場合には、複数の伝熱管38a,40aは矩形配列となっていなくてもよい。その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。
(第6実施形態)
図7及び図8は本発明の第6実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第6実施形態は、第1実施形態と異なり、蒸発器38と加温器40とが、伝熱管38a,40aの延びる方向に直交な方向に並ぶように配置されている。この構成について、以下、具体的に説明する。
図7及び図8に示すように、入口室14、中間室51及び出口室16が、何れもシェル12の一方側に配置されている。シェル12の長手方向の一端部を構成する壁体(第1壁体12b)は、管板56によって構成されている。入口室14、中間室51及び出口室16は、この管板56の外側に隣接している。入口室14及び出口室16は、水平方向に隣り合うように並んでいる。中間室51は、入口室14及び出口室16の上側に配置されている。中間室51と、入口室14及び出口室16とは、管室仕切板57aによって仕切られている。また、入口室14と出口室16とは、管室仕切板57bによって仕切られている。
蒸発器38及び加温器40は、シェル12の長手方向に直交する方向であって水平方向に隣り合うように配置されている。蒸発器38を構成する伝熱管38aと、加温器40を構成する伝熱管40aは、何れもシェル12の長手方向に沿って延びるように配設されている。これら伝熱管38a,40aは、U字管によって構成されていて、両端部が管板56に支持されている。すなわち、第1実施形態と異なり、蒸発器38及び加温器40の何れの伝熱管38a,40aも第1壁体12bに支持されている。
蒸発器38を構成する伝熱管38aの一端部(下側に位置する端部)は、管板56における入口室14に面する部位に結合され、蒸発器38を構成する伝熱管38aの他端部(上側に位置する端部)は、管板56における中間室51に面する部位に結合されている。加温器40を構成する伝熱管40aの一端部(下側に位置する端部)は、管板56における出口室16に面する部位に結合され、加温器40を構成する伝熱管40aの他端部(上側に位置する端部)は、管板56における中間室51に面する部位に結合されている。
シェル12内には、蒸発器38を構成する伝熱管38aと、加温器40を構成する伝熱管40aとの間に仕切板58が配置されている。仕切板58は、管板56からシェル12の長手方向に延びており、管板56とは反対側のシェル12の端部(第2壁体12c)との間に間隙を形成している。
第1供給ポート31aは、シェル12の胴部12aにおいて、蒸発器38側の領域であって、管板56に近い位置に設けられている。第2供給ポート31bは、シェル12の胴部12aにおいて、加温器40側の領域であって、管板56に近い位置に設けられている。排出ポート33は、シェル12の胴部12aにおいて、管板56とは反対側のシェル12の端部(第2壁体12c)の近傍に設けられている。
第6実施形態では、シェル12の軸方向が長くなることを抑制することができる。また、入口室14及び出口室16を隣接させることができるとともに、蒸発器38の出口と加温器40の入口とが1つの中間室51によって連通しているため、気化器10としての構成を簡易化することができる。
その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。
(第7実施形態)
図9は本発明の第7実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第7実施形態では、第6実施形態と同様に、シェル12の胴部12aが円筒状に形成されている。第6実施形態では、蒸発器38の伝熱管配列が台形状の配列となっている。これに対し、第7実施形態では、蒸発器38の伝熱管配列が長方形状の配列となっている。このため、伝熱管38aの延びる方向に直交する断面(すなわち、伝熱管38aの直線部38bに直交する断面)内において、伝熱管38aと胴部12aの内面との間隙幅が一様ではない。このため、シェル12内には、蒸発器38の伝熱管38aと胴部12aとの間の間隙幅を調整するための整流板59が設けられている。
整流板59は、平板状に形成されており、胴部12aの長手方向に平行で且つ仕切り板58と平行に配置されている。蒸発器38の伝熱管配列が長方形状となっているため、胴部12aの内面に近い側に位置する伝熱管38aの並ぶ方向と整流板59とが平行となっている。このため、伝熱管38aの並ぶ方向において、熱源媒体の流路面積が一定となるため、円筒状の胴部12aを有するシェル12の場合であっても、着氷の平準化を図ることができる。
その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。
(第8実施形態)
図10(a)〜(c)は本発明の第8実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第6実施形態では、蒸発器38及び加温器40がシェル12の長手方向に直交する方向に隣り合うように配置され、かつ、蒸発器38及び加温器40の伝熱管38a,40aがU字管によって構成された例が示されている。第8実施形態では、第6実施形態と異なり、蒸発器38及び加温器40がシェル12の長手方向に直交する方向に隣り合うように配置される一方で、蒸発器38及び加温器40の伝熱管38a,40aが直管によって構成されている。例えば、図10(a)に示すようにシェル12内に仕切板58が設けられ、仕切板58に対して一方側に蒸発器38が配置されるとともに他方側に加温器40が配置されている。そして、図10(b)に示すように、入口室14及び出口室16がシェル12における長手方向の一方側に隣接し、中間室51はシェル12における長手方向の他方側に隣接している。
その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。
(第9実施形態)
図11は本発明の第9実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図11に示すように、第9実施形態では、入口室14、中間室51及び出口室16が、何れもシェル12の一方側に配置されている。具体的には、シェル12は直方体形状に形成されていて、一方向に長い形状となっている。そして、シェル12の長手方向の一端部を構成する壁体(第1壁体12b)は、管板56によって構成されている。入口室14、中間室51及び出口室16は、この管板56の外側に隣接している。入口室14及び出口室16は、水平方向に隣り合うように並んでいる。中間室51は、入口室14及び出口室16の上側に配置されている。
蒸発器38及び加温器40は、シェル12の長手方向に直交する方向であって水平方向に隣り合うように配置されている。蒸発器38を構成する伝熱管38aと、加温器40を構成する伝熱管40aは、何れもシェル12の長手方向に沿って延びるように配設されている。これら伝熱管38a,40aは、U字管によって構成されていて、両端部が管板56に支持されている。すなわち、第1実施形態と異なり、蒸発器38及び加温器40の何れの伝熱管38a,40aも第1壁体12bに支持されている。
蒸発器38を構成する伝熱管38aの一端部(下側に位置する端部)は、管板56における入口室14に面する部位に結合され、蒸発器38を構成する伝熱管38aの他端部(上側に位置する端部)は、管板56における中間室51に面する部位に結合されている。加温器40を構成する伝熱管40aの一端部(下側に位置する端部)は、管板56における出口室16に面する部位に結合され、加温器40を構成する伝熱管40aの他端部(上側に位置する端部)は、管板56における中間室51に面する部位に結合されている。
シェル12内には、蒸発器38を構成する伝熱管38aと、加温器40を構成する伝熱管40aとの間に仕切板58が配置されている。仕切板58は、管板56からシェル12の長手方向に延びており、管板56とは反対側のシェル12の端部(第2壁体12c)との間に間隙を形成している。
第1供給ポート31aは、シェル12の胴部12aにおける上壁において、蒸発器38の領域の上側であって、管板56に近い位置に設けられている。第2供給ポート31bは、シェル12の胴部12aにおける上壁において、加温器40の領域の上側であって、管板56に近い位置に設けられている。排出ポート33は、管板56とは反対側のシェル12の端部(第2壁体12c)に設けられている。
第8実施形態に係る気化器10では、熱源媒体が、第1供給路35から第1供給ポート31aを通して、シェル12内における蒸発器38側の領域(仕切板58に対して蒸発器38側の領域)に供給されるとともに、第2供給路36から第2供給ポート31bを通して、シェル12内における加温器40側の領域(仕切板58に対して加温器40側の領域)に供給される。入口室14内のLNGは、蒸発器38の伝熱管38a内に流入し、熱源媒体によって加熱されてNGとなる。なお、伝熱管38aの湾曲部38c内では、上向きの流れとなる。NGは、中間室51を経由して加温器40の各伝熱管40aに流入する。NGは、加温器40において熱源媒体によって加熱され、出口室16からガス排出路20を通して利用側に送られる。なお、伝熱管40aの湾曲部40c内では、下向きの流れとなる。
第9実施形態では、入口室14及び出口室16を隣接させることができるため、気化器10としての構成を簡易化することができる。
また、蒸発器38と加温器40が隣り合うように並び、かつ蒸発器38と加温器40との間に仕切板58が設けられているため、シェル12が一方向に長くなることを防止することができる。しかも、蒸発器38の伝熱管38aの温度と加温器40の伝熱管40aの温度とが異なる温度帯であったとしても、互いに影響を受け合うことを更に抑制することができる。
第9実施形態において、仕切板58を省略することもできる。その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。
(第10実施形態)
図12は本発明の第10実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図12に示すように、第10実施形態では、シェル側管板60によって構成されたシェル12の一端側の壁体(第1壁体12b)が、中間室51、入口室14及び出口室16から離間した構成となっている。蒸発器38の伝熱管38aは、シェル側管板60を貫通するとともに、中間室51、入口室14及び出口室16を構成する管室側の管板56を貫通している。なお、伝熱管38aは、シェル側管板60と密着するように、熱源側の圧力を受けるシェル側管板60を貫通する部分が拡管されている。また、管室側の管板56内に位置する伝熱管38aの端部は、LNGと接するため、拡管されるとともに、管室側管板56に溶接されている。
シェル側管板60と管室側管板56との間の間隙には、断熱材(保冷材)62が配置されている。断熱材62は、管板56とシェル側管板60とを繋ぐように設けられた環状の部材63の内側に配置されている。断熱材62が設けられることにより、シェル側管板60と管室側管板56との間の熱伝達が遮断される。断熱材62は、ガスが通過可能な発泡材によって構成されている。そして、環状の部材(発泡材が配置されている個所の外周部)63には、万一、微小漏洩ガスがあっても早期に検知できる点検用チューブ64が設けられている。すなわち、入口室14及び中間室51の管室側管板56と蒸発器38の伝熱管38aとの間のすき間を通ってガスが漏れることがあってもこのガスは断熱材62を通過するため、点検用チューブ64で検出することができる。なお、製作時のガス漏れ点検は、施工時に行えばよい。このとき、例えば入口室14内を加圧しておいて、点検用チューブ64内でガスの流れがあるかどうかを検出すればよい。
第10実施形態では、シェル12における入口室14側(中間室51側)の壁体12bを構成するシェル側管板60が、入口室14の管室側管板56によって冷やされることを防止することができる。したがって、シェル側管板60に着氷することを防止することができる。また、伝熱管38aとシェル側管板60との間に氷が付着することも防止できるため、隙間腐食の問題も生じにくい。また、入口室14(及び中間室51)を構成する管室側管板56と伝熱管38aとの間の隙間を通してガスが漏れているか否かのチェックを、点検用チューブ64を用いて行うことができる。
なお、断熱材62が入口室14だけでなく、中間室51及び出口室16に亘って配置される構成に限られない。例えば、断熱材62は、管室側管板56における入口室14に面する部位にのみ配置されていてもよい。第4実施形態のように、伝熱管38a,40aが直管によって構成され、シェル12の長手方向において、出口室16が、入口室14とは反対側の端部に配置されていてもよい。この場合、入口室14側の端部を構成するシェル側管板60と入口室14との間の間隙に断熱材62が配置されればよい。
点検用チューブ64は省略されていてもよい。この場合、断熱材62は、発泡材によって構成されるものに限られない。
その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。
(第11実施形態)
図13は本発明の第11実施形態を示す。尚、ここでは第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図13に示すように、第11実施形態では、シェル12の胴部12aにおける断面形状が円環状となっていて、排出ポート33の入側端33cは、シェル12の内面の最上部よりも低い位置に設けられている。すなわち、排出ポート33は、シェル12から外側に向かって側方に突出するように設けられている。そして、熱源媒体が流入する排出ポート33の入側端33cは、シェル12に繋がっている。シェル12内には、この入側端33cの上端まで液状の熱願媒体が貯留されることになるため、熱源媒体の液面Lは、排出ポート33の入側端33cの高さ位置に相当する位置となる。このため、液面Lとシェル12の内面の最上部との間に空間ができるため、この空間は、熱源媒体が凝固して膨張したときに、膨張を許容する余裕代となる。この空間は、シェル12の内容積の9%以上あるのが好ましい。
第11実施形態では、シェル12内の熱源媒体に着氷が生じたとしても、氷がすぐにシェル12の内面の最上部まで達することはない。このため、シェル12の破損を防止することができる。
なお、図14に示すように、排出ポート33は、シェル12から上方に向かって突出する形状であってもよい。この場合、排出ポート33は、シェル12から内側にも突出していて、排出ポート33の入側端33cは、シェル12の内面の最上部よりも下側に位置している必要がある。こうすれば、液面Lとシェル12の内面の最上部との間に空間ができる。また、図15に示すように、シェル12は、断面矩形状に形成されていてもよい。この場合でも、排出ポート33の入側端33cは、シェル12の内面の最上部よりも下側に位置していればよい。排出ポート33は水平向きに突出していても、上に向かって突出していてもよい。
その他の構成、作用及び効果は、説明を省略するが前記した気化器10と同様である。