JP2022063018A - 液化ガス気化システム及び液化ガス気化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、液化ガスの気化及び再気化を効率よく行うことができる液化ガス気化システム及び液化ガス気化方法を提供する。【解決手段】液化ガス気化システム１００は、液化ガス容器１０又は貯槽から供給された液体状の液化ガスを、ベーパライザー２０で気化させ、ガスタンク３０に供給する液化ガス気化システムであって、ベーパライザー２０は、温水槽２１と、該温水槽２１内に設置される伝熱管２２と、温水槽２１の温水又は温液体を加熱する加熱装置２４と、伝熱管２２の流出口２５と接続する導入管２６を備え、ガスタンク３０は、ガスタンク３０底又はガスタンク３０下方の側面に導入管２６と接続する接続口３３を設け、ベーパライザー２０の伝熱管２２の流出口２５が、ガスタンク３０の接続口３３よりも低い位置に設置されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ベーパライザー（気化器）を使用して、液化ガスを気化し、さらにガスタンク内で再液化したガスをベーパライザーに戻すことができる液化ガス気化システム及び液化ガス気化方法に関する。

一般に、アンモニア、亜硫酸ガス、塩素、塩化ビニル、二酸化窒素等の液化ガスは、日常の外気温度（－１０℃～４０℃）で低蒸気圧の液化ガスであり、高圧をかけなくても、温度変化に伴い、液化又は気化しやすい性質を有する。このようなガスを需要者に供給する方法として、貯蔵タンクに液体状のガスを貯蔵し、ベーパライザー（気化器）を使用して気化し、気化したガスをガスタンクで保管して供給する方法がある。

ベーパライザーは、液化ガスを気化させる装置である。一例として、液化石油ガス（以下、ＬＰガスと記す）を気化させるためのベーパライザー（特許文献１）がある。ＬＰガスは高い圧力で加圧することにより、常温で液化するため、通常、加圧されたガスボンベに液化ガスが液体の状態で充填されている。液体のガスの体積は、気体の場合の約２５０分の１として知られており、液体の状態でガスボンベに保管することで運びやすく、また、大量のガスを得ることができる。ガスボンベの表面が外気により温められて、液体状のプロパンガスが気化して、ガスの状態で使用することができるが、外気が低く温められない場合にはベーパライザーで強制的に気化される。

特許文献１には、自然循環を利用して温度分布の良い温水槽を備えたベーパライザーが開示されている。一般に、ベーパライザーは、液化ガスの供給源から延びて液化ガスを流入させる導入管と接続し、温水槽で蛇管状に形成された伝熱管と、伝熱管を通ったガスが流出する流出管から構成される。

特開２００３－３３６７９６号公報

特許文献１のベーパライザーで扱っているＬＰガスの場合、高い圧力で加圧又は低温にすることで液化するが、本発明で扱うアンモニア等の液化ガスは、前述のように、高圧をかけなくても、外気の温度変化に伴い、液化又は気化しやすい性質を有する。そのため、ベーパライザーで気化されてガスタンクに供給された液化ガスは、外気の温度変化に伴い、その一部が再液化してしまうことがある。

従来、ガスタンクの底に溜まった再液化した毒性のあるガスは、除害水槽に送られて処理されている。しかし、毒性のあるガスは、目やのど等を刺激する可能性があるため、公害問題の点からも、除害水槽で処理されるよりも、再気化して利用されることが望まれる。

本発明は、上記課題に鑑み、簡単な構成で、液化ガスの気化及び再気化を効率よく行うことができる液化ガス気化システム及び液化ガス気化方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、液化ガス容器又は貯槽から供給された液体状の液化ガスを、ベーパライザーで気化させ、ガスタンクに供給する液化ガス気化システムであって、前記ベーパライザーは、温水槽と、該温水槽内に設置される伝熱管と、前記温水槽の温水又は温液体を加熱する加熱装置と、前記伝熱管の流出口と接続する導入管と、を備え、前記ガスタンクは、ガスタンク底又はガスタンク下方の側面に前記導入管と接続する接続口を設け、前記ベーパライザーの前記伝熱管の流出口が、前記ガスタンクの接続口よりも低い位置に設置されていることを特徴とする液化ガス気化システムである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液化ガス気化システムであって、前記ベーパライザーに前記ガスタンクを設置し、両者を一体的に設けたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の液化ガス気化システムを使用した液化ガス気化方法であって、前記ベーパライザーが、前記伝熱管を流路として、前記伝熱管に供給された液体状の液化ガスを、前記加熱装置を用いて気化させる気化工程と、前記ベーパライザーが、前記伝熱管の流出口から前記ガスタンクに気体状の液化ガスを供給する供給工程と、前記ガスタンク内に再液化ガスが溜まっているか否かを判断する判断工程と、前記再液化ガスが溜まっている場合には、前記ガスタンクから、前記再液化ガスを前記ベーパライザーに逆流させ、前記気化工程に戻る逆流工程と、を有することを特徴とする液化ガス気化方法である。

本発明の液化ガス気化システム及び液化ガス気化方法によると、簡単な構成で液化ガスの気化及び再気化を効率よく行うことができる。

本発明の一実施形態に係る液化ガス気化システムの説明図である。 従来の液化ガス気化システムの説明図である。 本発明の一実施形態に係る液化ガス気化方法の流れを示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態（以下実施例と記す）を、図面に基づいて説明する。以下の図において、共通する部分には同一の符号を付しており、同一符号の部分に対して重複した説明を省略する。なお、以下の説明では、日常の外気温度（－１０℃～４０℃）の温度変化に伴い、液化又は気化しやすい性質を有する低蒸気圧の液化ガス（アンモニア、亜硫酸ガス、塩素、塩化ビニル、二酸化窒素等）を扱った場合を説明するが、本発明はこのような液化ガスに限定されず、あらゆる液化ガスに適用可能である。

［液化ガス気化システムの構成］
本発明の液化ガス気化システムについて、図１と図２を参照して説明する。図１は液化ガス気化システムの説明図であり、図２は、従来の液化ガス気化システムの説明図である。図１と図２に示す液化ガス気化システム１００、２００は主に、液体状の液化ガスを貯留する液化ガス容器又は貯槽（以下、液化ガス容器１０と記す）と、ベーパライザー２０と、ガスタンク３０から構成される。ガスタンク３０に供給された気体状の液化ガスは、気体のまま供給されるように、保温配管３１を介して需要者に供給される。

液化ガス容器１０は、例えば２０トンが入るような大型タンク１１に液化ガスが液体の状態で貯留されている。大型タンク１１内では、上部がガスに、下部が液体になるように加圧充填されている。タンク内の温度は一定の圧力を保つように調整されている。大型タンク１１の流出口に接続する導入管１２を介して液体状の液化ガスをベーパライザー２０に流入させる。導入管１２には液圧調整弁（液圧コントロール弁ともいう）１３が備えられており、液体状の液化ガスの二次圧を調整している。すなわち、液圧調整弁１３は、導入管１２の大型タンク１１側の液圧と、ベーパライザー２０側の液圧を調整している。

ベーパライザー２０は、気化器とも呼ばれ、液化ガスの液体を気化してガス化させる装置として知られている。ベーパライザー２０は、温水槽２１と、温水槽２１内に蛇管状に形成された伝熱管２２（蛇管ともいう）と、温水槽２１の温水又は温液体を加熱する加熱装置２４と、伝熱管２２の流出口２５と接続する導入管２６から構成される。温水槽２１の流入口２３は、導入管１２と接続される。加熱装置２４は、温水槽２１内の温水又は温液体を媒介にして伝熱管２２を加熱できれば、いかなるものでもよく、電気ヒーターや熱湯供給装置等が使用される。温水槽２１内には、上記以外にも温度センサーや温度計、水位計、圧力計、温度調節器などを備えることができる。温水槽２１の伝熱管２２の流出口２５には、ガスタンク３０に気体状の液化ガスを供給するための導入管２６が備えられている。

ガスタンク３０は、製品として供給するガスを貯え、バッファタンクとも呼ばれる。ガスタンク３０は、例えば１００リットルの気体が入るような容量の容器であり、出口にコントロール弁又は減圧弁を備える。ガスタンク３０は、大気圧以上で保管される。ガスタンク３０の流入口（又は接続口）３３は、ベーパライザー２０から供給されるガスを通す導入管２６に接続されている。ガスタンク３０に供給された気体状の液化ガスは、保温配管３１を介して需要者に供給される。前述のように、ガスタンク３０のガスの一部は、外気の温度によっては再液化する場合もある。

液化ガス気化システム１００は、上記のように構成されているため、液化ガス容器１０から供給された液体状の液化ガスを、ベーパライザー２０の伝熱管２２を流路として加熱装置２４を用いて気化させ、ガスタンク３０に気体状の液化ガスを供給することができる。この構成は、従来の液化ガス気化システム２００と同様の構成である。本発明の液化ガス気化システム１００の特徴は、図１に示すように、ベーパライザー２０の伝熱管２２の流出口２５が、ガスタンク３０の接続口３３よりも低い位置に設置されていることにある。

図２に示すように、従来の液化ガス気化システム２００では、ベーパライザー２０の伝熱管２２の流出口２５が、導入管２６を介してガスタンク３０の接続口３３と接続しているが、ガスタンク３０の底に接続していないため、再度、ガスが液化した場合には、ガスタンク３０の底に再液化したガスが溜まってしまう。ガスタンク３０底に溜まった再液化したガスは、排出管を介して除害水槽３２に送られて処理される。前述のように、有害物質であるガスは、公害問題の点からも、除害水槽３２で処理されるよりも、ベーパライザー２０で再気化して利用されることが望まれている。

図１に示すように、本発明の液化ガス気化システム１００では、ベーパライザー２０の伝熱管２２の流出口２５の高さＨ１が、ガスタンク３０の接続口３３の高さＨ２よりも低い位置に設置されている。例えば、ガスタンク３０を、ベーパライザー２０よりも高さのある架台に載せることで容易にこのような構成にすることができる。ガスタンク３０底又はガスタンク３０下方の側面には、導入管２６と接続する接続口３３が設けられている。本実施例では、この接続口３３は、気体状の液化ガスを流入する流入口の役割と、再液化したガスを流出する流出口の役割を有する。

また、ガスタンク３０が略円柱形で底が略平坦である場合等には、ガスタンク３０の下方の側面（底に近い側面）に接続口３３を設けてもガスタンク３０底に溜まった再液化ガスを流出することができるが、ガスタンク３０が球形又は扁球等で底が略半球状である場合等には、ガスタンク３０底に接続口３３を設けることが必要である。それにより、効率よく最後まで再液化ガスを流出することができる。本実施例では、ガスタンク３０底に接続口３３を設ける。ガスタンク３０底に溜まった再液化ガスは重力で、導入管２６を介して、下方向にあるベーパライザー２０に逆流する。

本実施例では、前述のようにガスタンク３０の流入口と再液化ガスの流出口が、同一の接続口３３になっているが、再液化ガスの流出口（接続口３３）がガスタンク３０底又はガスタンク３０下方の側面に設けられていれば、流入口は別の位置に設けてもよい。その場合、例えば、導入管２６を分岐するように構成することで、再液化ガスを再びベーパライザー２０に逆流させることができる。

このように、本発明の液化ガス気化システム１００は、簡単な構成で、液化ガスの気化及び再気化を効率よく行うことができる。さらに、本発明の液化ガス気化システム１００は、従来の液化ガス気化システム２００において、配置等を変更するだけで容易に構成できる。すなわちベーパライザー２０とガスタンク３０の位置を変更し、ガスタンク３０の底に接続口３３を設けることで容易に構成することができ、安価に製造できる。

また、本発明の液化ガス気化システム１００において、ベーパライザー２０の温水槽２１にガスタンク３０を設置し、両者を一体的に設ける構成としてもよい（図示せず）。例えば、ガスタンク３０をベーパライザー２０の温水槽２１の上面に設置、又は上側面に設置することができる。このように構成することで、導入管２６を短く（又は省く）ことができ、液化ガス気化システム１００をコンパクトに構成することができる。なお、導入管２６を省く場合には、伝熱管２２の流出口２５とガスタンク３０の接続口３３を直接繋ぐ。ベーパライザー２０とガスタンク３０を一体化させることで、ガスタンク３０底に溜まった再液化ガスを、再びベーパライザー２０に逆流させることが、より容易に実施できる。

［液化ガス気化システム１００による液化ガス気化方法］
次に液化ガス気化システム１００による液化ガス気化方法について、図３を参照して説明する。図３は、本実施例の液化ガス気化方法の流れを示す説明図である。

［Ｓ１：気化工程］
まず、従来の方法と同様に、本実施例の液化ガス気化システム１００におけるベーパライザー２０によって、液化ガスを気化させる。具体的には、ベーパライザー２０が、伝熱管２２を流路として、液化ガス容器１０等から伝熱管２２に流入する一定量の液体状の液化ガスを、加熱装置２４で温めて、気化させる。

［Ｓ２：ガスの供給工程］
次に、ベーパライザー２０が、気化した液化ガスを、ガスタンク３０に供給する。具体的には、ベーパライザー２０の伝熱管２２の流出口２５から、導入管２６を介して、ガスタンク３０の接続口３３に液化ガスを供給する。ガスタンク３０に供給された気体状の液化ガスは、保温配管３１を介して需要者に供給される。

［Ｓ３：ガスタンクに再液化ガスが溜まっているか否かを判断する判断工程］
前述のように、ガスタンク３０の液化ガスは、外気の温度によっては再液化する場合もある。この工程では、ガスタンク３０の液化ガスが、再液化してガスタンク３０内に溜まっているか否かを判断する。なお、この判断工程は、コンピュータ制御によりガスタンク３０内の液面を自動測定して行なってもよいし、目視及び手動で行なってもよい。また、この判断工程において、液化ガスが再液化して次の工程（Ｓ４：逆流工程）に自動的に進んだ場合には、自動的に判断されたものと見なすことができる。この工程で、ガスタンク３０内に再液化した液化ガスが溜まっていない場合（ＮＯの場合）には、本発明の液化ガス気化方法は終了し、ガスタンク３０内に再液化した液化ガスが溜まっていた場合（ＹＥＳの場合）には次の工程（Ｓ４：逆流工程）に進む。

［Ｓ４：逆流工程］
ガスタンク３０内に再液化した液化ガスが溜まっていた場合には、ガスタンク３０から、液体状の液化ガスを導入管２６と伝熱管２２を介してベーパライザー２０に逆流させる。そして、再び気化工程（Ｓ１）に戻り、ベーパライザー２０が、再液化した液化ガスを気化させる。その後、再びＳ２以降の工程が実施される。以上の工程により、本実施例の液化ガス気化システム１００よって、液化ガスを気化又は再気化させることができる。

以上説明してきたように、本発明の液化ガス気化システムは、簡単な構成で、ポンプなどを使用せず、液化ガスの気化及び再気化を効率よく行うことができる。特に、従来の液化ガス気化システムの構成位置を変更することで、容易に本発明の液化ガス気化システムを構成することができる。また、本発明の液化ガス気化方法により、ガスタンクに溜まった再液化ガスを無駄なく、再気化させることができる。それにより、有害物質である再液化ガスを除害水槽に送る手間が省け、また公害問題も防ぐことができる。

なお、上述した実施例の液化ガス気化システム及び液化ガス気化方法は一例であり、その構成や方法は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。

１０ 液化ガス容器
１１ 大型タンク
１２ 導入管
１３ 液圧調整弁（液圧コントロール弁）
２０ ベーパライザー（気化器）
２１ 温水槽
２２ 伝熱管（蛇管）
２３ 温水槽の流入口
２４ 加熱装置
２５ 伝熱管の流出口
２６ 導入管
３０ ガスタンク
３１ 保温配管
３２ 除害水槽
３３ ガスタンクの接続口（流入口）
１００ 液化ガス気化システム
２００ 従来の液化ガス気化システム

Claims (3)

1. 液化ガス容器又は貯槽から供給された液体状の液化ガスを、ベーパライザーで気化させ、ガスタンクに供給する液化ガス気化システムであって、
   前記ベーパライザーは、温水槽と、該温水槽内に設置される伝熱管と、前記温水槽の温水又は温液体を加熱する加熱装置と、前記伝熱管の流出口と接続する導入管と、を備え、
   前記ガスタンクは、ガスタンク底又はガスタンク下方の側面に前記導入管と接続する接
   続口を設け、
   前記ベーパライザーの前記伝熱管の流出口が、前記ガスタンクの接続口よりも低い位置
   に設置されていることを特徴とする液化ガス気化システム。
2. 請求項１に記載の液化ガス気化システムであって、前記ベーパライザーに前記ガスタンクを設置し、両者を一体的に設けたことを特徴とする液化ガス気化システム。
3. 請求項１又は２に記載の液化ガス気化システムを使用した液化ガス気化方法であって、
   前記ベーパライザーが、前記伝熱管を流路として、前記伝熱管に供給された液体状の液化ガスを、前記加熱装置を用いて気化させる気化工程と、
   前記ベーパライザーが、前記伝熱管の流出口から前記ガスタンクに気体状の液化ガスを供給する供給工程と、
   前記ガスタンク内に再液化ガスが溜まっているか否かを判断する判断工程と、
   前記再液化ガスが溜まっている場合には、前記ガスタンクから、前記再液化ガスを前記ベーパライザーに逆流させ、前記気化工程に戻る逆流工程と、
   を有することを特徴とする液化ガス気化方法。

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