JP3890475B2 - Ｌｎｇ冷熱の回収方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＮＧ（液化天然ガス）冷熱を回収するＬＮＧ冷熱の回収方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、ＬＮＧ冷熱を順次回収する熱交換器を複数配置して各熱交換器間をそれぞれ熱媒体が循環して当該ＬＮＧ冷熱を該各熱交換器に移送すると共に回収するＬＮＧ冷熱の回収装置や熱媒体が各熱交換器間を通して循環してＬＮＧ冷熱を該各熱交換器に移送すると共に回収するＬＮＧ冷熱の回収装置が汎用されている。
【０００３】
従来、ＬＮＧ冷熱を回収する熱交換器とこの熱交換器の冷熱を取り出す蓄冷器とこの蓄冷器の冷熱を取り出す蒸発器とこの蒸発器の冷熱を取り出す蓄冷器から構成されてＬＮＧ冷熱を冷熱消費地へ移送する移送システムは公知であり（例えば、特許文献１参照）、また、ＬＮＧ冷熱を最初に回収する冷熱回収熱交換器とこの冷熱回収熱交換器により回収されて残ったＬＮＧ冷熱を冷熱回収熱交換器の次に回収する気化用熱交換器とこの気化用熱交換器により回収されて残ったＬＮＧ冷熱を気化用熱交換器の次に回収する昇温用熱交換器とから構成される液化天然ガス冷熱利用気化装置も公知である（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３００９４号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開２０００−５５５２０号公報（第２頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各熱媒体がそれぞれ各熱交換器間を循環するＬＮＧ冷熱の回収装置では、熱交換器をＬＮＧ冷熱の回収分設置しなければならず、多大な設備投資になるという問題点があった。また、熱媒体が各熱交換器間を通して循環するＬＮＧ冷熱の回収装置では、同じ熱媒体を循環させてＬＮＧ冷熱を常温に向かって段階的に昇温させているので、極低温域では熱媒体が凝固しないように循環量の調節等の煩雑な管理を必要とするという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明者は、簡単な装置で容易にＬＮＧ冷熱を回収することができるＬＮＧ冷熱の回収方法及びその装置を得ることを技術的課題として、その具現化をはかるべく研究・実験を重ねた結果、ＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間にＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部を配設して該ＬＮＧ冷熱回収部の下方位置に取り出されたＬＮＧ冷熱により冷却対象物質を冷却する熱交換器を配置して該ＬＮＧ冷熱回収部と該熱交換器との間に少なくとも二つ環状管路を設けて上側の環状管路の下側管路に下側の環状管路の上側管路を内設し、下側の環状管路の下側管路に上側の環状管路の下側管路に封入する上側熱媒体の沸点温度より低い融点で該沸点温度より高い沸点の下側熱媒体を封入すれば、各環状管路の下側管路が熱交換器の役割を果たすので、ＬＮＧ冷熱回収部と該熱交換器との間に別途熱交換器を設ける必要がなく、しかも、各ＬＮＧ冷熱に対応する熱媒体を選択することができ、下側熱媒体の沸点が上側熱媒体の沸点温度より高く、融点が該沸点温度より低くなっているので、熱媒体の凝固を防止することができるという刮目すべき知見を得、前記技術的課題を達成したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。
【０００８】
即ち、本発明に係るＬＮＧ冷熱の回収方法は、ＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されてＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部と該ＬＮＧ冷熱回収部に対して下方位置に配置されて取り出されたＬＮＧ冷熱により冷却対象物質を冷却する熱交換器と当該ＬＮＧ冷熱をＬＮＧ冷熱回収部から熱交換器に向かって移送するＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間の上下位置に配置された少なくとも二つの環状管路とから構成してＬＮＧ冷熱を回収するＬＮＧ冷熱の回収方法であって、前記環状管路における第一の環状管路を一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して前記ＬＮＧ冷熱回収部に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路と該下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たして封入した第一の熱媒体とから構成し、第一の環状管路の下に配置された他の環状管路を一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して該環状管路より一つ上の環状管路の下側熱交換管路に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路と下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たして封入した他の熱媒体とから構成し、第一の環状管路には前記ＬＮＧの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第一の熱媒体を封入し、第一の環状管路の下に配置された他の環状管路には、該環状管路より一つ上の環状管路に封入されている熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する他の熱媒体を封入して該他の熱媒体の沸点温度より高い沸点と該沸点温度より低い融点とを有する冷却対象物質を冷却するものである。
【０００９】
また、本発明は、前記ＬＮＧ冷熱の回収方法において、二つの環状管路から構成されて他の環状管路が第一の環状管路の下に配置された第二の環状管路であって、第一の環状管路に封入する第一の熱媒体としてプロパンを使用し、第二の環状管路に封入する第二の熱媒体としてトランス２ブテンを使用し、冷却対象物質として水を使用してトランス２ブテンにより水を冷却するものである。
【００１０】
また、本発明は、前記ＬＮＧ冷熱の回収方法において、三つの環状管路から構成されて他の二つの環状管路が第一の環状管路の下に配置された第二の環状管路と該第二の環状管路の下に配置された第三の環状管路であって、第一の環状管路に封入する第一の熱媒体としてプロパンを使用し、第二の環状管路に封入する第二の熱媒体としてジメチルエーテルを使用し、第三の環状管路に封入する第三の熱媒体としてトランス２ブテンを使用し、第二の熱媒体により冷却される冷却対象物質としてブラインを使用し、第三の熱媒体により冷却される冷却対象物質として水を使用してジメチルエーテルによりブラインを冷却すると共にトランス２ブテンにより水を冷却するものである。
【００１１】
また、本発明に係るＬＮＧ冷熱の回収装置は、ＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されてＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部と該ＬＮＧ冷熱回収部に対して下方位置に配置されて取り出されたＬＮＧ冷熱により冷却対象物質を冷却する熱交換器と当該ＬＮＧ冷熱をＬＮＧ冷熱回収部から熱交換器に向かって移送するＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間の上下位置に配置された少なくとも二つの環状管路とからなるＬＮＧ冷熱を回収するＬＮＧ冷熱の回収装置であって、前記環状管路における第一の環状管路が一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して前記ＬＮＧ冷熱回収部に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路とから構成されて該第一の環状管路には下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たした、前記ＬＮＧの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第一の熱媒体が封入されていると共に第二の環状管路が一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して前記第一の環状管路の下側熱交換管路に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路とから構成されて該第二の環状管路には下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たした、前記第一の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第二の熱媒体が封入されており、当該各熱媒体により前記ＬＮＧ冷熱が移送されて前記熱交換器の冷却対象物質を冷却するようになっているものである。
【００１２】
また、本発明は、前記ＬＮＧ冷熱の回収装置において、ＬＮＧ冷熱回収部がＬＮＧ気化器に組み込まれているものである。
【００１３】
また、本発明は、前記いずれかのＬＮＧ冷熱の回収装置において、ＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間に第一の環状管路と第二の環状管路とが配置されて該第二の環状管路の下側熱交換管路が熱交換器に内設されており、冷却対象物質が第二の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するものである。
【００１４】
また、本発明は、前記いずれかのＬＮＧ冷熱の回収装置において、ＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間に第一の環状管路と第二の環状管路と第三の環状管路とが配置されて該第三の環状管路が一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して第二の環状管路の下側熱交換管路に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路とから構成されて該下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たした、第二の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第三の熱媒体が封入されており、当該第三の環状管路の下側熱交換管路が熱交換器に内設されて冷却対象物質が第三の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するものである。
【００１５】
また、本発明は、前記いずれかのＬＮＧ冷熱の回収装置において、環状管路の形状が上辺が傾斜した四角形となっているものである。
【００１６】
さらに、本発明は、前記いずれかのＬＮＧ冷熱の回収装置において、環状管路の上側傾斜管路及び／又は熱媒体下降管路にフィンを設けたものである。
【００１７】
【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き説明する。
【００１８】
実施の形態１．
【００１９】
図１は本発明の実施の形態に係る二つの環状管路を設けたＬＮＧ冷熱の回収装置の概略を示す側面図、図２は図１に図示する環状管路に封入した熱媒体の説明図であり、これらの図において、１はＬＮＧ貯槽２とＬＮＧ気化器３との間に設けられたＬＮＧ冷熱の回収装置（以下、単に「回収装置」ともいう。）であり、該回収装置１は、熱媒体との熱交換によりＬＮＧ冷熱を発生させてＬＮＧ（例えば、−162 ℃のメタン）４からＮＧ（例えば、−42℃のメタンガス）５を得てＬＮＧ冷熱を取り出す、ＬＮＧ貯槽２とＬＮＧ気化器３との間に配設されたＬＮＧ冷熱回収部６と、ＬＮＧ冷熱回収部６に内設されて一方端管部位12a から他方端管部位12b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路７と一方端管部位12a から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路（以下、「上昇管路」ともいう。）８と他方端管部位12b から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して凝縮されて液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路（以下、「下降管路」ともいう。）９と該上昇・下降管路８，９の両方の下端管部位12c ，12d を繋ぐ下側熱交換管路10とから構成されてＬＮＧの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第一の熱媒体11が下側熱交換管路10の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路10に満たされて封入されている上辺が傾斜した平行四辺形の第一の環状管路12と、第一の環状管路12の下側熱交換管路10に内設されて一方端管部位18a から他方端管部位18b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路13と一方端管部位18a から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路14と他方端管部位18b から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して凝縮されて液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路15と上昇・下降管路14，15の両方の下端管部位18c ，18d を繋ぐ下側熱交換管路16とから構成されて第一の熱媒体11の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第二の熱媒体17が下側熱交換管路16の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路16に満たされて封入されている上辺が傾斜した平行四辺形の第二の環状管路18と、第二の環状管路18の下側熱交換管路16を内設して循環してきた、例えば、10℃の冷却対象物質19を５℃に冷却する熱交換器20とから構成されており、当該冷却対象物質19は第二の熱媒体17の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有している。
【００２０】
次に、ＬＮＧ冷熱の回収方法について説明する。
【００２１】
図２に示すように、第一の環状管路12には、第一の熱媒体（例えば、大気圧下沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃のプロパン）11が下側熱交換管路10の管路管を塞ぐような状態で、即ち、下側熱交換管路10内と下降管路９とに当該熱媒体11の液面イ，ロがあるように満たされて封入されており、第二の環状管路18には、第二の熱媒体（例えば、大気圧下沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃のトランス２ブテン）17が下側熱交換管路16の管路管を塞ぐような状態で、即ち、下側熱交換管路16内と下降管路15とに当該熱媒体17の液面イ，ロがあるように満たされて封入されているので、熱媒体11，17が回収したＬＮＧ冷熱が取り出されて昇温することにより、液面イ及び液面ロにおいて熱媒体11，17が蒸発して気体の熱媒体11，17が発生するが、下側熱交換管路10，16の管路管は熱媒体11，17によって塞がれており、液面イと液面ロとは下側熱交換管路10，16内において繋がっていないので、気体の熱媒体11，17はそれぞれ上昇管路８，14と下降管路９，15とを通って上昇して上側傾斜管路７，13に達する。
【００２２】
しかし、第一の環状管路12における上側傾斜管路７はＬＮＧ冷熱回収部６に内設されているので、気体の第一の熱媒体11と−162 ℃のＬＮＧ（例えば、大気圧下沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）４との熱交換によりＬＮＧ冷熱が発生し、気体の第一の熱媒体11によりＬＮＧ冷熱が回収され、ＬＮＧ４は−42℃のＮＧ（例えば、メタンガス）５になる。そして、気体の第一の熱媒体11はＬＮＧ冷熱により冷却されて上側傾斜管路７内において凝縮されて液体になる。
【００２３】
また、第二の環状管路18における上側傾斜管路13は前記第一の環状管路12の下側熱交換管路10に内設されているので、気体の第二の熱媒体17と前記下側熱交換管路10内の第一の熱媒体11との熱交換によりＬＮＧ冷熱が発生し、気体の第二の熱媒体17によりＬＮＧ冷熱が回収される。そして、気体の第二の熱媒体17はＬＮＧ冷熱により冷却されて上側傾斜管路13内において凝縮されて液体になる。
【００２４】
液体になった熱媒体11，17は上側傾斜管路７，13を一方端管部位12a ，18a から他方端管部位12b ，18b に向かって流れ、下降管路９，15を通って下降して液面ロに落下する。
【００２５】
これにより、液面イの熱媒体11，17より液面ロの熱媒体11，17が低温となるので、液面イから上昇管路８，14を通って上昇して上側傾斜管路７，13に達し、下降管路９，15を通って下降して液面ロに落下する熱媒体11，17の循環路が生じることとなる。
【００２６】
従って、第一の環状管路12では、下側熱交換管路10内の液面イが蒸発面となって気体になった第一の熱媒体（例えば、−42℃のプロパンガス）11が上昇管路８を上昇し、上昇管路８の一方端管部位12a に達した気体の熱媒体（プロパンガス）11は上側傾斜管路７を通過する際にＬＮＧ冷熱を回収することにより該ＬＮＧ冷熱で冷却され、凝縮して液体の熱媒体（例えば、−43℃の液化プロパン）11となって、他方端管部位12b から下降管路９を通って下降管路９の液面ロに落下して下側熱交換管路10内の熱媒体（プロパン）11に回収される。以上の循環により、下側熱交換管路10内の熱媒体（プロパン）11は、例えば、−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を次の第二の環状管路18へ移送する。
【００２７】
第二の環状管路18では、下側熱交換管路16内の液面イが蒸発面となって気体になった第二の熱媒体（例えば、0.9 ℃のトランス２ブテン）17が上昇管路14を上昇し、上昇管路14の一方端管部位18a に達した気体の熱媒体（トランス２ブテン）17は上側傾斜管路13を通過する際にＬＮＧ冷熱を回収することにより該ＬＮＧ冷熱で冷却され、凝縮して液体の熱媒体（例えば、０℃の液化トランス２ブテン）17となって、他方端管部位18b から下降管路15を通って下降管路15の液面ロに落下して下側熱交換管路16内の熱媒体（トランス２ブテン）17に回収される。以上の循環により、下側熱交換管路16内の熱媒体（トランス２ブテン）17は、例えば、0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を熱交換器20へ移送する。
【００２８】
熱交換器20では、第二の熱媒体（トランス２ブテン）17の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する冷却対象物（例えば、大気圧下沸点100 ℃，融点０℃のH2O ）19が供給されており、当該冷却対象物19は下側熱交換管路16内の熱媒体17によって冷却される。そして、これにより冷却対象物19は、例えば、10〜５℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を移送することとなる。
【００２９】
本実施の形態では、ＬＮＧ貯槽２とＬＮＧ気化器３との間にＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部６を配設して該ＬＮＧ冷熱回収部６の下方位置にＬＮＧ冷熱により冷却対象物質19を冷却する熱交換器20を配置してＬＮＧ冷熱回収部６と熱交換器20との間に第一の環状管路12と第二の環状管路18とを設けて上側の第一の環状管路12の下側管路である下側熱交換管路10に下側の第二の環状管路18の上側管路である上側傾斜管路13を内設し、第二の環状管路18の下側熱交換管路16に第一の環状管路12の下側熱交換管路10に封入した上側熱媒体11の沸点温度より低い融点で該沸点温度より高い沸点の下側熱媒体17を封入したので、各環状管路の下側管路が熱交換器の役割を果たすことができ、ＬＮＧ冷熱回収部６と熱交換器20との間に別途熱交換器を設ける必要がない。しかも、各ＬＮＧ冷熱に対応する熱媒体を選択することができ、下側熱媒体の沸点が上側熱媒体の沸点温度より高く融点が該沸点温度より低くなっているので、熱媒体の凝固を防止することができる。
【００３０】
また、本実施の形態によれば、−162 ℃のＬＮＧ（沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）４からＬＮＧ冷熱を取り出して−42℃のＮＧ（メタンガス）５を得、第一の熱媒体11として沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃のプロパンを使用すれば、第一の環状管路12において−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、第二の熱媒体17として沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃のトランス２ブテンを使用すれば、第二の環状管路18において0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、冷却対象物19としての沸点100 ℃，融点０℃のH2O を10℃から５℃に冷却することができる。
【００３１】
実施の形態２．
【００３２】
図３は本発明の実施の形態に係る三つの環状管路を設けたＬＮＧ冷熱の回収装置の概略を示す側面図であり、同図において、図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示し、回収装置21は、前記ＬＮＧ冷熱回収部６と、前記第一の環状管路12と、第一の環状管路12の下側熱交換管路10に内設されて一方端管部位27a から他方端管部位27b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路22と一方端管部位27a から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路23と他方端管部位27b から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して凝縮されて液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路24と上昇・下降管路23，24の両方の下端管部位27c ，27d を繋ぐ下側熱交換管路25とから構成されて第一の熱媒体11の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第二の熱媒体26が下側熱交換管路25の管路管を塞ぐような状態で両方の下端管部位27c ，27d まで満たされて封入されている上辺が傾斜した平行四辺形の第二の環状管路27と、第二環状管路27の下側熱交換管路25に内設されて一方端管部位33a から他方端管部位33b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路28と一方端管部位33a から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路29と他方端管部位33b から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して凝縮されて液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路30と上昇・下降管路29，30の両方の下端管部位33c ，33d を繋ぐ下側熱交換管路31とから構成されて第二の熱媒体26の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第三の熱媒体32が下側熱交換管路31の管路管を塞ぐような状態で両方の下端管部位33c ，33d まで満たされて封入されている上辺が傾斜した平行四辺形の第三の環状管路33と、第三の環状管路33の下側熱交換管路31を内設して循環してきた、例えば、10℃の冷却対象物質19を５℃に冷却する熱交換器20と、前記第二の環状管路27の第二の熱媒体26をポンプ34により他方の下端管部位27d から一方の下端管部位27c へ循環させるバイパス管路35と、該バイパス管路35の途中においてバイパス管路35の管路管を内設して循環してきた、例えば、−20℃の冷却対象物質36を−25℃に冷却する熱交換器37とから構成されており、前記冷却対象物質19は前記第三の熱媒体32の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有しており、前記冷却対象物質36は前記第二の熱媒体26の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有している。
【００３３】
次に、ＬＮＧ冷熱の回収方法について説明する。
【００３４】
ＬＮＧ冷熱回収部６において、−162 ℃のＬＮＧ（例えば、大気圧下沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）４のＬＮＧ冷熱が回収されてＬＮＧ４は−42℃のＮＧ（例えば、メタンガス）５となり、第一の環状管路12では、第一の熱媒体（例えば、大気圧下沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃のプロパン）11が下側熱交換管路10の管路管を塞ぐような状態で、即ち、上昇管路８と下降管路９とに当該熱媒体11の液面イ，ロがくるように満たされて封入されており、上昇管路８内の液面イが蒸発面となって気体になった熱媒体（例えば、−42℃のプロパンガス）11が上昇管路８を上昇し、上昇管路８の一方端管部位12a に達した気体の熱媒体（プロパンガス）11は上側傾斜管路７を通過する際にＬＮＧ冷熱を回収し、該ＬＮＧ冷熱により冷却されて凝縮して液体（例えば、−43℃の液化プロパン）になる。液体になった熱媒体（プロパン）11は他方端管部位12b から下降管路９を通って下降し、下降管路９の液面ロに落下して下側熱交換管路10内の熱媒体（プロパン）11に回収される。以上の循環により、下側熱交換管路10内の熱媒体（プロパン）11は、例えば、−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を次の第二の環状管路27へ移送する。
【００３５】
第二の環状管路27では、第二の熱媒体（例えば、大気圧下沸点−24.8℃，融点−141.5 ℃のジメチルエーテル）26が下側熱交換管路25の管路管を塞ぐような状態で、即ち、上昇管路23と下降管路24とに当該熱媒体26の液面イ，ロがくるように満たされて封入されており、上昇管路23内の液面イが蒸発面となって気体になった熱媒体（例えば、−25℃のジメチルエーテル）26が上昇管路23を上昇し、上昇管路23の一方端管部位27a に達した気体の熱媒体（ジメチルエーテル）26は上側傾斜管路22を通過する際に前記第一の環状管路12の下側熱交換管路10に満たされている第一の熱媒体11からＬＮＧ冷熱を回収し、該ＬＮＧ冷熱により冷却されて凝縮して液体（例えば、−26℃のジメチルエーテル）になる。液体になった熱媒体（ジメチルエーテル）26は他方端管部位27b から下降管路24を通って下降し、下降管路24の液面ロに落下して下側熱交換管路25内の熱媒体（ジメチルエーテル）26に回収される。そして、前記バイパス管路35内の熱媒体（ジメチルエーテル）26は他方の下端管部位27d から一方の下端管部位27c へ向かって循環される。以上の循環により、バイパス管路35内の熱媒体（ジメチルエーテル）26は、例えば、−25〜−26℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を熱交換器37へ移送する。
【００３６】
熱交換器37では、第二の熱媒体（ジメチルエーテル）26の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する冷却対象物（例えば、大気圧下沸点80℃，融点−40℃のブライン）36が供給されており、当該冷却対象物36はバイパス管路35内の熱媒体26によって冷却される。そして、これにより冷却対象物36は、例えば、−20〜−25℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を移送することとなる。
【００３７】
第三の環状管路33では、第三の熱媒体（例えば、大気圧下沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃のトランス２ブテン）32が下側熱交換管路31の管路管を塞ぐような状態で、即ち、上昇管路29と下降管路30とに当該熱媒体32の液面イ，ロがくるように満たされて封入されており、上昇管路29内の液面イが蒸発面となって気体になった熱媒体（例えば、0.9 ℃のトランス２ブテン）32が上昇管路29を上昇し、上昇管路29の一方端管部位33a に達した熱媒体（トランス２ブテン）32は上側傾斜管路28を通過する際に前記第二の環状管路27の下側熱交換管路25に満たされている第二の熱媒体26からＬＮＧ冷熱を回収し、該ＬＮＧ冷熱により冷却されて凝縮して液体（例えば、０℃の液化トランス２ブテン）になる。液体になった熱媒体（トランス２ブテン）32は他方端管部位33b から下降管路30を通って下降し、下降管路30の液面ロに落下して下側熱交換管路31内の熱媒体（トランス２ブテン）32に回収される。以上の循環により、下側熱交換管路31内の熱媒体（トランス２ブテン）32は、例えば、0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を熱交換器20へ移送する。
【００３８】
熱交換器20では、第三の熱媒体（トランス２ブテン）32の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する冷却対象物（例えば、大気圧下沸点100 ℃，融点０℃のH2O ）19が供給されており、当該冷却対象物19は下側熱交換管路31内の熱媒体32によって冷却される。そして、これにより冷却対象物19は、例えば、10〜５℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を移送することとなる。
【００３９】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
また、本実施の形態によれば、−162 ℃のＬＮＧ（沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）４からＬＮＧ冷熱を取り出して−42℃のＮＧ（メタンガス）５を得、第一の熱媒体11として沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃のプロパンを使用すれば、第一の環状管路12において−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、第二の熱媒体26として沸点−24.8℃，融点−141.5 ℃のジメチルエーテルを使用すれば、第二の環状管路27において−25〜−26℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、第三の熱媒体33として沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃のトランス２ブテンを使用すれば、第三の環状管路33において0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、第二の熱媒体26のジメチルエーテルにより冷却対象物36としての沸点80℃，融点−40℃のブラインを−20℃から−25℃に冷却することができ、第三の熱媒体32のトランス２ブテンにより冷却対象物19としての沸点100 ℃，融点０℃のH2O を10℃から５℃に冷却することができる。
【００４１】
実施の形態３．
【００４２】
本実施の形態は前記実施の形態１又は２における環状管路の変形例であり、図４は上辺が傾斜した四角形状環状管路の側面図、図５及び図６は環状管路の形状を説明する側面図であり、図４に図示する環状管路38は、上辺が傾斜して下辺が水平な四角形状に形成された環状管路であって、該環状管路38の下側熱交換管路39は該環状管路38の下に配置された次の環状管路40の一方端管部位40a から他方端管部位40b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路41を内設できる形状に形成されている。
【００４３】
また、図５に図示する環状管路38は、一方端管部位38a から他方端管部位38b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路42が二段回に傾斜しており、一方端管部位38a から下方に向かって形成された熱媒体上昇管路43と他方端管部位38b から下方に向かって形成された熱媒体下降管路44とが波状に形成されており、上昇・下降管路43，44の両方の下端管部位38c ，38d を繋ぐ下側熱交換管路45が上側傾斜管路42の傾斜方向と反対方向に傾斜しているものである。
【００４４】
さらに、図６に図示する環状管路38は、上側に位置する一辺が一方向に傾斜した六角形状に形成されているものである。
【００４５】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
実施の形態４．
【００４７】
本実施の形態は環状管路の配置方法の変形例であり、図７は第一の環状管路と第二の環状管路と第三の環状管路の配置構造を示す側面図であり、同図において図１〜図３と同一符号は同一又は相当部分を示し、本実施の形態に係るＬＮＧ冷熱の回収装置においては、第一の環状管路12と第二の環状管路27と第三の環状管路33とは台形を横倒した形状に形成されており、第一の環状管路12の上側傾斜管路７は一方端管部位12a から他方端管部位12b に向かって下向きに傾斜しており、上昇管路８の下端管部位12c から下降管路９の下端管部位12d に向かって上向きに傾斜している下側熱交換管路10に内設された第二の環状管路27の上側傾斜管路22は一方端管部位27a から他方端管部位27b に向かって上向きに傾斜しており、上昇管路23の下端管部位27c から下降管路24の下端管部位27d に向かって下向きに傾斜している下側熱交換管路25に内設された第三の環状管路33の上側傾斜管路28は一方端管部位33a から他方端管部位33b に向かって下向きに傾斜している。そして、第一の環状管路12の熱媒体11は図７において左回りに循環し、第二の環状管路27の熱媒体26は右回りに循環し、第三の環状管路33の熱媒体33は左回りに循環している。
【００４８】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
実施の形態５．
【００５０】
図８は外周にフィンを設けた環状管路の管路管を示す斜視図であり、同図において、46は環状管路の管路管、47は環状管路の管路管46の外周に並べて設けられた矩形のフィンである。該フィン47付き管路管46を環状管路の上側傾斜管路７，，13，22，28，42や下側熱交換管路10，16，25，31，45に採用すれば、伝熱面積を拡大することができるので、熱移送を効率的に実施することができる。
【００５１】
なお、ＬＮＧ冷熱回収部は該ＬＮＧ冷熱回収部の一部がＬＮＧ気化器に含まれた状態でＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されていてもよく、ＬＮＧ冷熱回収部がＬＮＧ気化器に組み込まれた状態でＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されていてもよい。
【００５２】
【実施例】
実施例１．
【００５３】
前記実施の形態１における回収装置１（図１参照）を用いて−162 ℃のＬＮＧ（大気圧下沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）からＬＮＧ冷熱を回収した。
【００５４】
第一の環状管路12には、第一の熱媒体11としてメタンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するプロパン（大気圧下沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃）を封入し、第二の環状管路18には、第二の熱媒体17としてプロパンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するトランス２ブテン（大気圧下沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃）を封入した。そして、熱交換器20には、冷却対象物質19としてトランス２ブテンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するH2O （大気圧下沸点100 ℃，融点０℃）を供給した。
【００５５】
第一の環状管路12では、下側熱交換管路10内の液面イが蒸発面となって−42℃のプロパンガスが上昇管路８を上昇し、上昇管路８の一方端管部位12a に達したプロパンガスは上側傾斜管路７を通過する際に−162 ℃のＬＮＧからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して−43℃の液化プロパンとなって、他方端管部位12b から下降管路９を通って下降管路９の液面ロに落下した。
【００５６】
プロパンによって−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００５７】
第二の環状管路18では、下側熱交換管路16内の液面イが蒸発面となって気体になった0.9 ℃のトランス２ブテンが上昇管路14を上昇し、上昇管路14の一方端管部位18a に達した気体のトランス２ブテンは上側傾斜管路13を通過する際に−43℃の液化プロパンからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して０℃の液化トランス２ブテンとなって、他方端管部位18b から下降管路15を通って下降管路15の液面ロに落下した。
【００５８】
トランス２ブテンによって0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００５９】
熱交換器20では、０℃の液化トランス２ブテンによって10℃のH2O が５℃に冷却された。
【００６０】
実施例２．
【００６１】
前記実施の形態２における回収装置21（図３参照）を用いて−162 ℃のＬＮＧ（大気圧下沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）からＬＮＧ冷熱を回収した。
【００６２】
第一の環状管路12には、第一の熱媒体11としてメタンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するプロパン（大気圧下沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃）を封入し、第二の環状管路27には、第二の熱媒体26としてプロパンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するジメチルエーテル（大気圧下沸点−24.8℃，融点−141.5 ℃）を封入し、第三の環状管路33には、第三の熱媒体32としてジメチルエーテルより低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するトランス２ブテン（大気圧下沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃）を封入した。そして、熱交換器20には、第一の冷却対象物質19としてトランス２ブテンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するH2O （大気圧下沸点100 ℃，融点０℃）を供給し、熱交換器37には、第二の冷却対象物質36としてジメチルエーテルの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するブライン（大気圧下沸点80℃，融点−40℃）を供給した。
【００６３】
第一の環状管路12では、上昇管路８内の液面イが蒸発面となって−42℃のプロパンガスが上昇管路８を上昇し、上昇管路８の一方端管部位12a に達したプロパンガスは上側傾斜管路７を通過する際に−162 ℃のＬＮＧからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して−43℃の液化プロパンとなって、他方端管部位12b から下降管路９を通って下降管路９の液面ロに落下した。
【００６４】
プロパンによって−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００６５】
第二の環状管路27では、上昇管路23内の液面イが蒸発面となって−25℃のジメチルエーテルが上昇管路23を上昇し、上昇管路23の一方端管部位27a に達したジメチルエーテルは上側傾斜管路22を通過する際に−43℃の液化プロパンからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して−26℃のジメチルエーテルとなって、他方端管部位27b から下降管路24を通って下降管路24の液面ロに落下した。
【００６６】
ジメチルエーテルによって−25〜−26℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００６７】
熱交換器37では、−26℃のジメチルエーテルによって−20℃のブラインが−25℃に冷却された。
【００６８】
第三の環状管路33では、上昇管路29内の液面イが蒸発面となって0.9 ℃のトランス２ブテンが上昇管路29を上昇し、上昇管路29の一方端管部位33a に達したトランス２ブテンは上側傾斜管路28を通過する際に−26℃のジメチルエーテルからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して０℃のトランス２ブテンとなって、他方端管部位33b から下降管路30を通って下降管路30の液面ロに落下した。
【００６９】
トランス２ブテンによって0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００７０】
熱交換器20では、０℃のトランス２ブテンによって10℃のH2O が５℃に冷却された。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、ＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間に別途熱交換器を設ける必要がないから、各ＬＮＧ冷熱に対応する熱媒体を選択することができ、下側熱媒体の沸点が上側熱媒体の沸点温度より高く、融点が該沸点温度より低くなっているので、熱媒体の凝固を防止することができるから、簡単な装置で容易にＬＮＧ冷熱を回収することができるＬＮＧ冷熱の回収装置を提供することができる。
【００７２】
従って、本発明の産業上利用性は非常に高いといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る二つの環状管路を設けたＬＮＧ冷熱の回収装置の概略を示す側面図である。
【図２】図２は図１に図示する環状管路に封入した熱媒体の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る三つの環状管路を設けたＬＮＧ冷熱の回収装置の概略を示す側面図である。
【図４】上辺が傾斜した四角形状環状管路の側面図である。
【図５】環状管路の形状を説明する側面図である。
【図６】環状管路の形状を説明する側面図である。
【図７】第一の環状管路と第二の環状管路と第三の環状管路の配置構造を示す側面図である。
【図８】外周にフィンを設けた環状管路の管路管を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２１ ＬＮＧ冷熱の回収装置
４ ＬＮＧ
５ ＮＧ
６ ＬＮＧ冷熱回収部（冷熱回収部）
７，１３，２２，２８，４１，４２ 上側傾斜管路（傾斜管路）
８，１４，２３，２９，４３ 熱媒体上昇管路（上昇管路）
９，１５，２４，３０，４４ 熱媒体下降管路（下降管路）
１０，１６，２５，３１，３９，４５ 下側熱交換管路（熱交換管路）
１１ 第一の熱媒体
１２ 第一の環状管路
１７，２６ 第二の熱媒体
１８，２７ 第二の環状管路
１９，３６ 冷却対象物質
２０，３７ 熱交換器
３２ 第三の熱媒体
３３ 第三の環状管路
３５ バイパス管路
３８，４０ 環状管路
４６ 環状管路の管路管（管路管）
４７ フィン
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＮＧ（液化天然ガス）冷熱を回収するＬＮＧ冷熱の回収方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、ＬＮＧ冷熱を順次回収する熱交換器を複数配置して各熱交換器間をそれぞれ熱媒体が循環して当該ＬＮＧ冷熱を該各熱交換器に移送すると共に回収するＬＮＧ冷熱の回収装置や熱媒体が各熱交換器間を通して循環してＬＮＧ冷熱を該各熱交換器に移送すると共に回収するＬＮＧ冷熱の回収装置が汎用されている。
【０００３】
従来、ＬＮＧ冷熱を回収する熱交換器とこの熱交換器の冷熱を取り出す蓄冷器とこの蓄冷器の冷熱を取り出す蒸発器とこの蒸発器の冷熱を取り出す蓄冷器から構成されてＬＮＧ冷熱を冷熱消費地へ移送する移送システムは公知であり（例えば、特許文献１参照）、また、ＬＮＧ冷熱を最初に回収する冷熱回収熱交換器とこの冷熱回収熱交換器により回収されて残ったＬＮＧ冷熱を冷熱回収熱交換器の次に回収する気化用熱交換器とこの気化用熱交換器により回収されて残ったＬＮＧ冷熱を気化用熱交換器の次に回収する昇温用熱交換器とから構成される液化天然ガス冷熱利用気化装置も公知である（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３００９４号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開２０００−５５５２０号公報（第２頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各熱媒体がそれぞれ各熱交換器間を循環するＬＮＧ冷熱の回収装置では、熱交換器をＬＮＧ冷熱の回収分設置しなければならず、多大な設備投資になるという問題点があった。また、熱媒体が各熱交換器間を通して循環するＬＮＧ冷熱の回収装置では、同じ熱媒体を循環させてＬＮＧ冷熱を常温に向かって段階的に昇温させているので、極低温域では熱媒体が凝固しないように循環量の調節等の煩雑な管理を必要とするという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明者は、簡単な装置で容易にＬＮＧ冷熱を回収することができるＬＮＧ冷熱の回収方法及びその装置を得ることを技術的課題として、その具現化をはかるべく研究・実験を重ねた結果、ＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間にＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部を配設して該ＬＮＧ冷熱回収部の下方位置に取り出されたＬＮＧ冷熱により冷却対象物質を冷却する熱交換器を配置して該ＬＮＧ冷熱回収部と該熱交換器との間に少なくとも二つ環状管路を設けて上側の環状管路の下側管路に下側の環状管路の上側管路を内設し、下側の環状管路の下側管路に上側の環状管路の下側管路に封入する上側熱媒体の沸点温度より低い融点で該沸点温度より高い沸点の下側熱媒体を封入すれば、各環状管路の下側管路が熱交換器の役割を果たすので、ＬＮＧ冷熱回収部と該熱交換器との間に別途熱交換器を設ける必要がなく、しかも、各ＬＮＧ冷熱に対応する熱媒体を選択することができ、下側熱媒体の沸点が上側熱媒体の沸点温度より高く、融点が該沸点温度より低くなっているので、熱媒体の凝固を防止することができるという刮目すべき知見を得、前記技術的課題を達成したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。
【０００８】
即ち、本発明に係るＬＮＧ冷熱の回収方法は、ＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されてＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部と該ＬＮＧ冷熱回収部に対して下方位置に配置されて取り出されたＬＮＧ冷熱により冷却対象物質を冷却する熱交換器と当該ＬＮＧ冷熱をＬＮＧ冷熱回収部から熱交換器に向かって移送するＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間の上下位置に配置された少なくとも二つの環状管路とから構成してＬＮＧ冷熱を回収するＬＮＧ冷熱の回収方法であって、前記環状管路における第一の環状管路を一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して前記ＬＮＧ冷熱回収部に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路と該下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たして封入した第一の熱媒体とから構成し、第一の環状管路の下に配置された他の環状管路を一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して該環状管路より一つ上の環状管路の下側熱交換管路に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路と下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たして封入した他の熱媒体とから構成し、第一の環状管路には前記ＬＮＧの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第一の熱媒体を封入し、第一の環状管路の下に配置された他の環状管路には、該環状管路より一つ上の環状管路に封入されている熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する他の熱媒体を封入して該他の熱媒体の沸点温度より高い沸点と該沸点温度より低い融点とを有する冷却対象物質を冷却するものである。
【０００９】
また、本発明は、前記ＬＮＧ冷熱の回収方法において、二つの環状管路から構成されて他の環状管路が第一の環状管路の下に配置された第二の環状管路であって、第一の環状管路に封入する第一の熱媒体としてプロパンを使用し、第二の環状管路に封入する第二の熱媒体としてトランス２ブテンを使用し、冷却対象物質として水を使用してトランス２ブテンにより水を冷却するものである。
【００１０】
また、本発明は、前記ＬＮＧ冷熱の回収方法において、三つの環状管路から構成されて他の二つの環状管路が第一の環状管路の下に配置された第二の環状管路と該第二の環状管路の下に配置された第三の環状管路であって、第一の環状管路に封入する第一の熱媒体としてプロパンを使用し、第二の環状管路に封入する第二の熱媒体としてジメチルエーテルを使用し、第三の環状管路に封入する第三の熱媒体としてトランス２ブテンを使用し、第二の熱媒体により冷却される冷却対象物質としてブラインを使用し、第三の熱媒体により冷却される冷却対象物質として水を使用してジメチルエーテルによりブラインを冷却すると共にトランス２ブテンにより水を冷却するものである。
【００１１】
また、本発明に係るＬＮＧ冷熱の回収装置は、ＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されてＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部と該ＬＮＧ冷熱回収部に対して下方位置に配置されて取り出されたＬＮＧ冷熱により冷却対象物質を冷却する熱交換器と当該ＬＮＧ冷熱をＬＮＧ冷熱回収部から熱交換器に向かって移送するＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間の上下位置に配置された少なくとも二つの環状管路とからなるＬＮＧ冷熱を回収するＬＮＧ冷熱の回収装置であって、前記環状管路における第一の環状管路が一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して前記ＬＮＧ冷熱回収部に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路とから構成されて該第一の環状管路には下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たした、前記ＬＮＧの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第一の熱媒体が封入されていると共に第二の環状管路が一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して前記第一の環状管路の下側熱交換管路に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路とから構成されて該第二の環状管路には下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たした、前記第一の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第二の熱媒体が封入されており、当該各熱媒体により前記ＬＮＧ冷熱が移送されて前記熱交換器の冷却対象物質を冷却するようになっているものである。
【００１２】
また、本発明は、前記ＬＮＧ冷熱の回収装置において、ＬＮＧ冷熱回収部がＬＮＧ気化器に組み込まれているものである。
【００１３】
また、本発明は、前記いずれかのＬＮＧ冷熱の回収装置において、ＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間に第一の環状管路と第二の環状管路とが配置されて該第二の環状管路の下側熱交換管路が熱交換器に内設されており、冷却対象物質が第二の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するものである。
【００１４】
また、本発明は、前記いずれかのＬＮＧ冷熱の回収装置において、ＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間に第一の環状管路と第二の環状管路と第三の環状管路とが配置されて該第三の環状管路が一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して第二の環状管路の下側熱交換管路に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路とから構成されて該下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たした、第二の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第三の熱媒体が封入されており、当該第三の環状管路の下側熱交換管路が熱交換器に内設されて冷却対象物質が第三の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するものである。
【００１５】
また、本発明は、前記いずれかのＬＮＧ冷熱の回収装置において、環状管路の形状が上辺が傾斜した四角形となっているものである。
【００１６】
さらに、本発明は、前記いずれかのＬＮＧ冷熱の回収装置において、環状管路の上側傾斜管路及び／又は熱媒体下降管路にフィンを設けたものである。
【００１７】
【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き説明する。
【００１８】
実施の形態１．
【００１９】
図１は本発明の実施の形態に係る二つの環状管路を設けたＬＮＧ冷熱の回収装置の概略を示す側面図、図２は図１に図示する環状管路に封入した熱媒体の説明図であり、これらの図において、１はＬＮＧ貯槽２とＬＮＧ気化器３との間に設けられたＬＮＧ冷熱の回収装置（以下、単に「回収装置」ともいう。）であり、該回収装置１は、熱媒体との熱交換によりＬＮＧ冷熱を発生させてＬＮＧ（例えば、−162 ℃のメタン）４からＮＧ（例えば、−42℃のメタンガス）５を得てＬＮＧ冷熱を取り出す、ＬＮＧ貯槽２とＬＮＧ気化器３との間に配設されたＬＮＧ冷熱回収部６と、ＬＮＧ冷熱回収部６に内設されて一方端管部位12a から他方端管部位12b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路７と一方端管部位12a から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路（以下、「上昇管路」ともいう。）８と他方端管部位12b から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して凝縮されて液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路（以下、「下降管路」ともいう。）９と該上昇・下降管路８，９の両方の下端管部位12c ，12d を繋ぐ下側熱交換管路10とから構成されてＬＮＧの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第一の熱媒体11が下側熱交換管路10の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路10に満たされて封入されている上辺が傾斜した平行四辺形の第一の環状管路12と、第一の環状管路12の下側熱交換管路10に内設されて一方端管部位18a から他方端管部位18b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路13と一方端管部位18a から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路14と他方端管部位18b から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して凝縮されて液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路15と上昇・下降管路14，15の両方の下端管部位18c ，18d を繋ぐ下側熱交換管路16とから構成されて第一の熱媒体11の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第二の熱媒体17が下側熱交換管路16の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路16に満たされて封入されている上辺が傾斜した平行四辺形の第二の環状管路18と、第二の環状管路18の下側熱交換管路16を内設して循環してきた、例えば、10℃の冷却対象物質19を５℃に冷却する熱交換器20とから構成されており、当該冷却対象物質19は第二の熱媒体17の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有している。
【００２０】
次に、ＬＮＧ冷熱の回収方法について説明する。
【００２１】
図２に示すように、第一の環状管路12には、第一の熱媒体（例えば、大気圧下沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃のプロパン）11が下側熱交換管路10の管路管を塞ぐような状態で、即ち、下側熱交換管路10内と下降管路９とに当該熱媒体11の液面イ，ロがあるように満たされて封入されており、第二の環状管路18には、第二の熱媒体（例えば、大気圧下沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃のトランス２ブテン）17が下側熱交換管路16の管路管を塞ぐような状態で、即ち、下側熱交換管路16内と下降管路15とに当該熱媒体17の液面イ，ロがあるように満たされて封入されているので、熱媒体11，17が回収したＬＮＧ冷熱が取り出されて昇温することにより、液面イ及び液面ロにおいて熱媒体11，17が蒸発して気体の熱媒体11，17が発生するが、下側熱交換管路10，16の管路管は熱媒体11，17によって塞がれており、液面イと液面ロとは下側熱交換管路10，16内において繋がっていないので、気体の熱媒体11，17はそれぞれ上昇管路８，14と下降管路９，15とを通って上昇して上側傾斜管路７，13に達する。
【００２２】
しかし、第一の環状管路12における上側傾斜管路７はＬＮＧ冷熱回収部６に内設されているので、気体の第一の熱媒体11と−162 ℃のＬＮＧ（例えば、大気圧下沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）４との熱交換によりＬＮＧ冷熱が発生し、気体の第一の熱媒体11によりＬＮＧ冷熱が回収され、ＬＮＧ４は−42℃のＮＧ（例えば、メタンガス）５になる。そして、気体の第一の熱媒体11はＬＮＧ冷熱により冷却されて上側傾斜管路７内において凝縮されて液体になる。
【００２３】
また、第二の環状管路18における上側傾斜管路13は前記第一の環状管路12の下側熱交換管路10に内設されているので、気体の第二の熱媒体17と前記下側熱交換管路10内の第一の熱媒体11との熱交換によりＬＮＧ冷熱が発生し、気体の第二の熱媒体17によりＬＮＧ冷熱が回収される。そして、気体の第二の熱媒体17はＬＮＧ冷熱により冷却されて上側傾斜管路13内において凝縮されて液体になる。
【００２４】
液体になった熱媒体11，17は上側傾斜管路７，13を一方端管部位12a ，18a から他方端管部位12b ，18b に向かって流れ、下降管路９，15を通って下降して液面ロに落下する。
【００２５】
これにより、液面イの熱媒体11，17より液面ロの熱媒体11，17が低温となるので、液面イから上昇管路８，14を通って上昇して上側傾斜管路７，13に達し、下降管路９，15を通って下降して液面ロに落下する熱媒体11，17の循環路が生じることとなる。
【００２６】
従って、第一の環状管路12では、下側熱交換管路10内の液面イが蒸発面となって気体になった第一の熱媒体（例えば、−42℃のプロパンガス）11が上昇管路８を上昇し、上昇管路８の一方端管部位12a に達した気体の熱媒体（プロパンガス）11は上側傾斜管路７を通過する際にＬＮＧ冷熱を回収することにより該ＬＮＧ冷熱で冷却され、凝縮して液体の熱媒体（例えば、−43℃の液化プロパン）11となって、他方端管部位12b から下降管路９を通って下降管路９の液面ロに落下して下側熱交換管路10内の熱媒体（プロパン）11に回収される。以上の循環により、下側熱交換管路10内の熱媒体（プロパン）11は、例えば、−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を次の第二の環状管路18へ移送する。
【００２７】
第二の環状管路18では、下側熱交換管路16内の液面イが蒸発面となって気体になった第二の熱媒体（例えば、0.9 ℃のトランス２ブテン）17が上昇管路14を上昇し、上昇管路14の一方端管部位18a に達した気体の熱媒体（トランス２ブテン）17は上側傾斜管路13を通過する際にＬＮＧ冷熱を回収することにより該ＬＮＧ冷熱で冷却され、凝縮して液体の熱媒体（例えば、０℃の液化トランス２ブテン）17となって、他方端管部位18b から下降管路15を通って下降管路15の液面ロに落下して下側熱交換管路16内の熱媒体（トランス２ブテン）17に回収される。以上の循環により、下側熱交換管路16内の熱媒体（トランス２ブテン）17は、例えば、0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を熱交換器20へ移送する。
【００２８】
熱交換器20では、第二の熱媒体（トランス２ブテン）17の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する冷却対象物（例えば、大気圧下沸点100 ℃，融点０℃のH2O ）19が供給されており、当該冷却対象物19は下側熱交換管路16内の熱媒体17によって冷却される。そして、これにより冷却対象物19は、例えば、10〜５℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を移送することとなる。
【００２９】
本実施の形態では、ＬＮＧ貯槽２とＬＮＧ気化器３との間にＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部６を配設して該ＬＮＧ冷熱回収部６の下方位置にＬＮＧ冷熱により冷却対象物質19を冷却する熱交換器20を配置してＬＮＧ冷熱回収部６と熱交換器20との間に第一の環状管路12と第二の環状管路18とを設けて上側の第一の環状管路12の下側管路である下側熱交換管路10に下側の第二の環状管路18の上側管路である上側傾斜管路13を内設し、第二の環状管路18の下側熱交換管路16に第一の環状管路12の下側熱交換管路10に封入した上側熱媒体11の沸点温度より低い融点で該沸点温度より高い沸点の下側熱媒体17を封入したので、各環状管路の下側管路が熱交換器の役割を果たすことができ、ＬＮＧ冷熱回収部６と熱交換器20との間に別途熱交換器を設ける必要がない。しかも、各ＬＮＧ冷熱に対応する熱媒体を選択することができ、下側熱媒体の沸点が上側熱媒体の沸点温度より高く融点が該沸点温度より低くなっているので、熱媒体の凝固を防止することができる。
【００３０】
また、本実施の形態によれば、−162 ℃のＬＮＧ（沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）４からＬＮＧ冷熱を取り出して−42℃のＮＧ（メタンガス）５を得、第一の熱媒体11として沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃のプロパンを使用すれば、第一の環状管路12において−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、第二の熱媒体17として沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃のトランス２ブテンを使用すれば、第二の環状管路18において0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、冷却対象物19としての沸点100 ℃，融点０℃のH2O を10℃から５℃に冷却することができる。
【００３１】
実施の形態２．
【００３２】
図３は本発明の実施の形態に係る三つの環状管路を設けたＬＮＧ冷熱の回収装置の概略を示す側面図であり、同図において、図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示し、回収装置21は、前記ＬＮＧ冷熱回収部６と、前記第一の環状管路12と、第一の環状管路12の下側熱交換管路10に内設されて一方端管部位27a から他方端管部位27b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路22と一方端管部位27a から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路23と他方端管部位27b から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して凝縮されて液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路24と上昇・下降管路23，24の両方の下端管部位27c ，27d を繋ぐ下側熱交換管路25とから構成されて第一の熱媒体11の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第二の熱媒体26が下側熱交換管路25の管路管を塞ぐような状態で両方の下端管部位27c ，27d まで満たされて封入されている上辺が傾斜した平行四辺形の第二の環状管路27と、第二環状管路27の下側熱交換管路25に内設されて一方端管部位33a から他方端管部位33b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路28と一方端管部位33a から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路29と他方端管部位33b から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して凝縮されて液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路30と上昇・下降管路29，30の両方の下端管部位33c ，33d を繋ぐ下側熱交換管路31とから構成されて第二の熱媒体26の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第三の熱媒体32が下側熱交換管路31の管路管を塞ぐような状態で両方の下端管部位33c ，33d まで満たされて封入されている上辺が傾斜した平行四辺形の第三の環状管路33と、第三の環状管路33の下側熱交換管路31を内設して循環してきた、例えば、10℃の冷却対象物質19を５℃に冷却する熱交換器20と、前記第二の環状管路27の第二の熱媒体26をポンプ34により他方の下端管部位27d から一方の下端管部位27c へ循環させるバイパス管路35と、該バイパス管路35の途中においてバイパス管路35の管路管を内設して循環してきた、例えば、−20℃の冷却対象物質36を−25℃に冷却する熱交換器37とから構成されており、前記冷却対象物質19は前記第三の熱媒体32の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有しており、前記冷却対象物質36は前記第二の熱媒体26の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有している。
【００３３】
次に、ＬＮＧ冷熱の回収方法について説明する。
【００３４】
ＬＮＧ冷熱回収部６において、−162 ℃のＬＮＧ（例えば、大気圧下沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）４のＬＮＧ冷熱が回収されてＬＮＧ４は−42℃のＮＧ（例えば、メタンガス）５となり、第一の環状管路12では、第一の熱媒体（例えば、大気圧下沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃のプロパン）11が下側熱交換管路10の管路管を塞ぐような状態で、即ち、上昇管路８と下降管路９とに当該熱媒体11の液面イ，ロがくるように満たされて封入されており、上昇管路８内の液面イが蒸発面となって気体になった熱媒体（例えば、−42℃のプロパンガス）11が上昇管路８を上昇し、上昇管路８の一方端管部位12a に達した気体の熱媒体（プロパンガス）11は上側傾斜管路７を通過する際にＬＮＧ冷熱を回収し、該ＬＮＧ冷熱により冷却されて凝縮して液体（例えば、−43℃の液化プロパン）になる。液体になった熱媒体（プロパン）11は他方端管部位12b から下降管路９を通って下降し、下降管路９の液面ロに落下して下側熱交換管路10内の熱媒体（プロパン）11に回収される。以上の循環により、下側熱交換管路10内の熱媒体（プロパン）11は、例えば、−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を次の第二の環状管路27へ移送する。
【００３５】
第二の環状管路27では、第二の熱媒体（例えば、大気圧下沸点−24.8℃，融点−141.5 ℃のジメチルエーテル）26が下側熱交換管路25の管路管を塞ぐような状態で、即ち、上昇管路23と下降管路24とに当該熱媒体26の液面イ，ロがくるように満たされて封入されており、上昇管路23内の液面イが蒸発面となって気体になった熱媒体（例えば、−25℃のジメチルエーテル）26が上昇管路23を上昇し、上昇管路23の一方端管部位27a に達した気体の熱媒体（ジメチルエーテル）26は上側傾斜管路22を通過する際に前記第一の環状管路12の下側熱交換管路10に満たされている第一の熱媒体11からＬＮＧ冷熱を回収し、該ＬＮＧ冷熱により冷却されて凝縮して液体（例えば、−26℃のジメチルエーテル）になる。液体になった熱媒体（ジメチルエーテル）26は他方端管部位27b から下降管路24を通って下降し、下降管路24の液面ロに落下して下側熱交換管路25内の熱媒体（ジメチルエーテル）26に回収される。そして、前記バイパス管路35内の熱媒体（ジメチルエーテル）26は他方の下端管部位27d から一方の下端管部位27c へ向かって循環される。以上の循環により、バイパス管路35内の熱媒体（ジメチルエーテル）26は、例えば、−25〜−26℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を熱交換器37へ移送する。
【００３６】
熱交換器37では、第二の熱媒体（ジメチルエーテル）26の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する冷却対象物（例えば、大気圧下沸点80℃，融点−40℃のブライン）36が供給されており、当該冷却対象物36はバイパス管路35内の熱媒体26によって冷却される。そして、これにより冷却対象物36は、例えば、−20〜−25℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を移送することとなる。
【００３７】
第三の環状管路33では、第三の熱媒体（例えば、大気圧下沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃のトランス２ブテン）32が下側熱交換管路31の管路管を塞ぐような状態で、即ち、上昇管路29と下降管路30とに当該熱媒体32の液面イ，ロがくるように満たされて封入されており、上昇管路29内の液面イが蒸発面となって気体になった熱媒体（例えば、0.9 ℃のトランス２ブテン）32が上昇管路29を上昇し、上昇管路29の一方端管部位33a に達した熱媒体（トランス２ブテン）32は上側傾斜管路28を通過する際に前記第二の環状管路27の下側熱交換管路25に満たされている第二の熱媒体26からＬＮＧ冷熱を回収し、該ＬＮＧ冷熱により冷却されて凝縮して液体（例えば、０℃の液化トランス２ブテン）になる。液体になった熱媒体（トランス２ブテン）32は他方端管部位33b から下降管路30を通って下降し、下降管路30の液面ロに落下して下側熱交換管路31内の熱媒体（トランス２ブテン）32に回収される。以上の循環により、下側熱交換管路31内の熱媒体（トランス２ブテン）32は、例えば、0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を熱交換器20へ移送する。
【００３８】
熱交換器20では、第三の熱媒体（トランス２ブテン）32の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する冷却対象物（例えば、大気圧下沸点100 ℃，融点０℃のH2O ）19が供給されており、当該冷却対象物19は下側熱交換管路31内の熱媒体32によって冷却される。そして、これにより冷却対象物19は、例えば、10〜５℃のＬＮＧ冷熱を回収して該ＬＮＧ冷熱を移送することとなる。
【００３９】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
また、本実施の形態によれば、−162 ℃のＬＮＧ（沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）４からＬＮＧ冷熱を取り出して−42℃のＮＧ（メタンガス）５を得、第一の熱媒体11として沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃のプロパンを使用すれば、第一の環状管路12において−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、第二の熱媒体26として沸点−24.8℃，融点−141.5 ℃のジメチルエーテルを使用すれば、第二の環状管路27において−25〜−26℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、第三の熱媒体33として沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃のトランス２ブテンを使用すれば、第三の環状管路33において0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収することができ、第二の熱媒体26のジメチルエーテルにより冷却対象物36としての沸点80℃，融点−40℃のブラインを−20℃から−25℃に冷却することができ、第三の熱媒体32のトランス２ブテンにより冷却対象物19としての沸点100 ℃，融点０℃のH2O を10℃から５℃に冷却することができる。
【００４１】
実施の形態３．
【００４２】
本実施の形態は前記実施の形態１又は２における環状管路の変形例であり、図４は上辺が傾斜した四角形状環状管路の側面図、図５及び図６は環状管路の形状を説明する側面図であり、図４に図示する環状管路38は、上辺が傾斜して下辺が水平な四角形状に形成された環状管路であって、該環状管路38の下側熱交換管路39は該環状管路38の下に配置された次の環状管路40の一方端管部位40a から他方端管部位40b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路41を内設できる形状に形成されている。
【００４３】
また、図５に図示する環状管路38は、一方端管部位38a から他方端管部位38b に向かって下向きに傾斜している上側傾斜管路42が二段回に傾斜しており、一方端管部位38a から下方に向かって形成された熱媒体上昇管路43と他方端管部位38b から下方に向かって形成された熱媒体下降管路44とが波状に形成されており、上昇・下降管路43，44の両方の下端管部位38c ，38d を繋ぐ下側熱交換管路45が上側傾斜管路42の傾斜方向と反対方向に傾斜しているものである。
【００４４】
さらに、図６に図示する環状管路38は、上側に位置する一辺が一方向に傾斜した六角形状に形成されているものである。
【００４５】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
実施の形態４．
【００４７】
本実施の形態は環状管路の配置方法の変形例であり、図７は第一の環状管路と第二の環状管路と第三の環状管路の配置構造を示す側面図であり、同図において図１〜図３と同一符号は同一又は相当部分を示し、本実施の形態に係るＬＮＧ冷熱の回収装置においては、第一の環状管路12と第二の環状管路27と第三の環状管路33とは台形を横倒した形状に形成されており、第一の環状管路12の上側傾斜管路７は一方端管部位12a から他方端管部位12b に向かって下向きに傾斜しており、上昇管路８の下端管部位12c から下降管路９の下端管部位12d に向かって上向きに傾斜している下側熱交換管路10に内設された第二の環状管路27の上側傾斜管路22は一方端管部位27a から他方端管部位27b に向かって上向きに傾斜しており、上昇管路23の下端管部位27c から下降管路24の下端管部位27d に向かって下向きに傾斜している下側熱交換管路25に内設された第三の環状管路33の上側傾斜管路28は一方端管部位33a から他方端管部位33b に向かって下向きに傾斜している。そして、第一の環状管路12の熱媒体11は図７において左回りに循環し、第二の環状管路27の熱媒体26は右回りに循環し、第三の環状管路33の熱媒体33は左回りに循環している。
【００４８】
本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
実施の形態５．
【００５０】
図８は外周にフィンを設けた環状管路の管路管を示す斜視図であり、同図において、46は環状管路の管路管、47は環状管路の管路管46の外周に並べて設けられた矩形のフィンである。該フィン47付き管路管46を環状管路の上側傾斜管路７，，13，22，28，42や下側熱交換管路10，16，25，31，45に採用すれば、伝熱面積を拡大することができるので、熱移送を効率的に実施することができる。
【００５１】
なお、ＬＮＧ冷熱回収部は該ＬＮＧ冷熱回収部の一部がＬＮＧ気化器に含まれた状態でＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されていてもよく、ＬＮＧ冷熱回収部がＬＮＧ気化器に組み込まれた状態でＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されていてもよい。
【００５２】
【実施例】
実施例１．
【００５３】
前記実施の形態１における回収装置１（図１参照）を用いて−162 ℃のＬＮＧ（大気圧下沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）からＬＮＧ冷熱を回収した。
【００５４】
第一の環状管路12には、第一の熱媒体11としてメタンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するプロパン（大気圧下沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃）を封入し、第二の環状管路18には、第二の熱媒体17としてプロパンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するトランス２ブテン（大気圧下沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃）を封入した。そして、熱交換器20には、冷却対象物質19としてトランス２ブテンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するH2O （大気圧下沸点100 ℃，融点０℃）を供給した。
【００５５】
第一の環状管路12では、下側熱交換管路10内の液面イが蒸発面となって−42℃のプロパンガスが上昇管路８を上昇し、上昇管路８の一方端管部位12a に達したプロパンガスは上側傾斜管路７を通過する際に−162 ℃のＬＮＧからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して−43℃の液化プロパンとなって、他方端管部位12b から下降管路９を通って下降管路９の液面ロに落下した。
【００５６】
プロパンによって−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００５７】
第二の環状管路18では、下側熱交換管路16内の液面イが蒸発面となって気体になった0.9 ℃のトランス２ブテンが上昇管路14を上昇し、上昇管路14の一方端管部位18a に達した気体のトランス２ブテンは上側傾斜管路13を通過する際に−43℃の液化プロパンからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して０℃の液化トランス２ブテンとなって、他方端管部位18b から下降管路15を通って下降管路15の液面ロに落下した。
【００５８】
トランス２ブテンによって0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００５９】
熱交換器20では、０℃の液化トランス２ブテンによって10℃のH2O が５℃に冷却された。
【００６０】
実施例２．
【００６１】
前記実施の形態２における回収装置21（図３参照）を用いて−162 ℃のＬＮＧ（大気圧下沸点−161.5 ℃，融点−182.5 ℃のメタン）からＬＮＧ冷熱を回収した。
【００６２】
第一の環状管路12には、第一の熱媒体11としてメタンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するプロパン（大気圧下沸点−42.0℃，融点−187.7 ℃）を封入し、第二の環状管路27には、第二の熱媒体26としてプロパンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するジメチルエーテル（大気圧下沸点−24.8℃，融点−141.5 ℃）を封入し、第三の環状管路33には、第三の熱媒体32としてジメチルエーテルより低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するトランス２ブテン（大気圧下沸点0.9 ℃，融点−105.6 ℃）を封入した。そして、熱交換器20には、第一の冷却対象物質19としてトランス２ブテンの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するH2O （大気圧下沸点100 ℃，融点０℃）を供給し、熱交換器37には、第二の冷却対象物質36としてジメチルエーテルの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有するブライン（大気圧下沸点80℃，融点−40℃）を供給した。
【００６３】
第一の環状管路12では、上昇管路８内の液面イが蒸発面となって−42℃のプロパンガスが上昇管路８を上昇し、上昇管路８の一方端管部位12a に達したプロパンガスは上側傾斜管路７を通過する際に−162 ℃のＬＮＧからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して−43℃の液化プロパンとなって、他方端管部位12b から下降管路９を通って下降管路９の液面ロに落下した。
【００６４】
プロパンによって−42〜−43℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００６５】
第二の環状管路27では、上昇管路23内の液面イが蒸発面となって−25℃のジメチルエーテルが上昇管路23を上昇し、上昇管路23の一方端管部位27a に達したジメチルエーテルは上側傾斜管路22を通過する際に−43℃の液化プロパンからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して−26℃のジメチルエーテルとなって、他方端管部位27b から下降管路24を通って下降管路24の液面ロに落下した。
【００６６】
ジメチルエーテルによって−25〜−26℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００６７】
熱交換器37では、−26℃のジメチルエーテルによって−20℃のブラインが−25℃に冷却された。
【００６８】
第三の環状管路33では、上昇管路29内の液面イが蒸発面となって0.9 ℃のトランス２ブテンが上昇管路29を上昇し、上昇管路29の一方端管部位33a に達したトランス２ブテンは上側傾斜管路28を通過する際に−26℃のジメチルエーテルからＬＮＧ冷熱を回収することにより冷却され、凝縮して０℃のトランス２ブテンとなって、他方端管部位33b から下降管路30を通って下降管路30の液面ロに落下した。
【００６９】
トランス２ブテンによって0.9 〜０℃のＬＮＧ冷熱を回収できた。
【００７０】
熱交換器20では、０℃のトランス２ブテンによって10℃のH2O が５℃に冷却された。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、ＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間に別途熱交換器を設ける必要がないから、各ＬＮＧ冷熱に対応する熱媒体を選択することができ、下側熱媒体の沸点が上側熱媒体の沸点温度より高く、融点が該沸点温度より低くなっているので、熱媒体の凝固を防止することができるから、簡単な装置で容易にＬＮＧ冷熱を回収することができるＬＮＧ冷熱の回収装置を提供することができる。
【００７２】
従って、本発明の産業上利用性は非常に高いといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る二つの環状管路を設けたＬＮＧ冷熱の回収装置の概略を示す側面図である。
【図２】図２は図１に図示する環状管路に封入した熱媒体の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る三つの環状管路を設けたＬＮＧ冷熱の回収装置の概略を示す側面図である。
【図４】上辺が傾斜した四角形状環状管路の側面図である。
【図５】環状管路の形状を説明する側面図である。
【図６】環状管路の形状を説明する側面図である。
【図７】第一の環状管路と第二の環状管路と第三の環状管路の配置構造を示す側面図である。
【図８】外周にフィンを設けた環状管路の管路管を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２１ ＬＮＧ冷熱の回収装置
４ ＬＮＧ
５ ＮＧ
６ ＬＮＧ冷熱回収部（冷熱回収部）
７，１３，２２，２８，４１，４２ 上側傾斜管路（傾斜管路）
８，１４，２３，２９，４３ 熱媒体上昇管路（上昇管路）
９，１５，２４，３０，４４ 熱媒体下降管路（下降管路）
１０，１６，２５，３１，３９，４５ 下側熱交換管路（熱交換管路）
１１ 第一の熱媒体
１２ 第一の環状管路
１７，２６ 第二の熱媒体
１８，２７ 第二の環状管路
１９，３６ 冷却対象物質
２０，３７ 熱交換器
３２ 第三の熱媒体
３３ 第三の環状管路
３５ バイパス管路
３８，４０ 環状管路
４６ 環状管路の管路管（管路管）
４７ フィン
Claims (9)
- ＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されてＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部と該ＬＮＧ冷熱回収部に対して下方位置に配置されて取り出されたＬＮＧ冷熱により冷却対象物質を冷却する熱交換器と当該ＬＮＧ冷熱をＬＮＧ冷熱回収部から熱交換器に向かって移送するＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間の上下位置に配置された少なくとも二つの環状管路とから構成してＬＮＧ冷熱を回収するＬＮＧ冷熱の回収方法であって、前記環状管路における第一の環状管路を一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して前記ＬＮＧ冷熱回収部に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路と該下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たして封入した第一の熱媒体とから構成し、第一の環状管路の下に配置された他の環状管路を一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して該環状管路より一つ上の環状管路の下側熱交換管路に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路と下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たして封入した他の熱媒体とから構成し、第一の環状管路には前記ＬＮＧの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第一の熱媒体を封入し、第一の環状管路の下に配置された他の環状管路には、該環状管路より一つ上の環状管路に封入されている熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する他の熱媒体を封入して該他の熱媒体の沸点温度より高い沸点と該沸点温度より低い融点とを有する冷却対象物質を冷却することを特徴とするＬＮＧ冷熱の回収方法。
- 二つの環状管路から構成されて他の環状管路が第一の環状管路の下に配置された第二の環状管路であって、第一の環状管路に封入する第一の熱媒体としてプロパンを使用し、第二の環状管路に封入する第二の熱媒体としてトランス２ブテンを使用し、冷却対象物質として水を使用してトランス２ブテンにより水を冷却する請求項１記載のＬＮＧ冷熱の回収方法。
- 三つの環状管路から構成されて他の二つの環状管路が第一の環状管路の下に配置された第二の環状管路と該第二の環状管路の下に配置された第三の環状管路であって、第一の環状管路に封入する第一の熱媒体としてプロパンを使用し、第二の環状管路に封入する第二の熱媒体としてジメチルエーテルを使用し、第三の環状管路に封入する第三の熱媒体としてトランス２ブテンを使用し、第二の熱媒体により冷却される冷却対象物質としてブラインを使用し、第三の熱媒体により冷却される冷却対象物質として水を使用してジメチルエーテルによりブラインを冷却すると共にトランス２ブテンにより水を冷却する請求項１記載のＬＮＧ冷熱の回収方法。
- ＬＮＧ貯槽とＬＮＧ気化器との間に配設されてＬＮＧ冷熱を取り出すＬＮＧ冷熱回収部と該ＬＮＧ冷熱回収部に対して下方位置に配置されて取り出されたＬＮＧ冷熱により冷却対象物質を冷却する熱交換器と当該ＬＮＧ冷熱をＬＮＧ冷熱回収部から熱交換器に向かって移送するＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間の上下位置に配置された少なくとも二つの環状管路とからなるＬＮＧ冷熱を回収するＬＮＧ冷熱の回収装置であって、前記環状管路における第一の環状管路が一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して前記ＬＮＧ冷熱回収部に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路とから構成されて該第一の環状管路には下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たした、前記ＬＮＧの沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第一の熱媒体が封入されていると共に第二の環状管路が一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して前記第一の環状管路の下側熱交換管路に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路とから構成されて該第二の環状管路には下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たした、前記第一の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第二の熱媒体が封入されており、当該各熱媒体により前記ＬＮＧ冷熱が移送されて前記熱交換器の冷却対象物質を冷却するようになっていることを特徴とするＬＮＧ冷熱の回収装置。
- ＬＮＧ冷熱回収部がＬＮＧ気化器に組み込まれている請求項４記載のＬＮＧ冷熱の回収装置。
- ＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間に第一の環状管路と第二の環状管路とが配置されて該第二の環状管路の下側熱交換管路が熱交換器に内設されており、冷却対象物質が第二の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する請求項４又は５記載のＬＮＧ冷熱の回収装置。
- ＬＮＧ冷熱回収部と熱交換器との間に第一の環状管路と第二の環状管路と第三の環状管路とが配置されて該第三の環状管路が一方端管部位から他方端管部位に向かって下向きに傾斜して第二の環状管路の下側熱交換管路に内設されている上側傾斜管路と当該一方端管部位から下方に向かって形成されて蒸発して気体になった熱媒体が上昇する熱媒体上昇管路と当該他方端管部位から下方に向かって形成されてＬＮＧ冷熱を回収して液体になった熱媒体が下降する熱媒体下降管路と該上昇・下降管路の両方の下端管部位を繋ぐ下側熱交換管路とから構成されて該下側熱交換管路の管路管を塞ぐような状態で該下側熱交換管路に満たした、第二の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する第三の熱媒体が封入されており、当該第三の環状管路の下側熱交換管路が熱交換器に内設されて冷却対象物質が第三の熱媒体の沸点温度より低い融点と該沸点温度より高い沸点とを有する請求項４又は５記載のＬＮＧ冷熱の回収装置。
- 環状管路の形状が上辺が傾斜した四角形である請求項４乃至７のいずれかに記載のＬＮＧ冷熱の回収装置。
- 環状管路の上側傾斜管路及び／又は熱媒体下降管路にフィンが設けられている請求項４乃至８のいずれかに記載のＬＮＧ冷熱の回収装置。
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