JP4150948B2 - 液化ガス供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化ガス供給装置に係り、特に、気相の液化ガスを供給する液化ガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液化ガス供給装置は、液化ガスを収容する容器とこの容器内の気相部に連通するガス管路とを備えている。屋外または屋内に設置された容器に収容された液相の液化ガスは、容器周囲の外気からの熱によって気化され、生じた気相の液化ガスは、容器内の気相部に連通するガス管路を介して気相の液化ガスを使用する機器や装置類へ供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の液化ガス供給装置では、容器周囲の外気からの熱によって液相の液化ガスを気化して気相の液化ガスを供給するため、所定の圧力以上の圧力、例えば液化ガスを利用する機器や装置類が要求する圧力を維持して気相の液化ガスを供給することは難しい。
【０００４】
このような機器や装置類として、例えば、液化ガスの代表例であるプロパンガスを中心とする液化石油ガス（以下ＬＰガスと称する）を燃料として使用するマイクロガスタービンが挙げられる。マイクロガスタービンは、近年業務用、工業用または集合住宅用など、様々な用途に対応して、個々の需要者においてその場で、しかも必要に応じて発電を行うことが可能なオンサイト発電システムとして注目を集めている。このようなマイクロガスタービンでは、燃焼用の燃料であるＬＰガスの圧力が圧縮空気の圧力と同程度以上である必要があるため、ＬＰガスの入口圧力、つまりマイクロガスタービンの要求圧力は、例えば最大約１.０ＭＰaといったような通常のＬＰガスを利用する機器や装置類よりも高圧である。このため、従来の液化ガス供給装置では、所定の圧力以上の圧力を維持して気相の液化ガスを供給することは難しいため、マイクロガスタービンを十分な効率で駆動できない場合がある。
【０００５】
これに対し、容器内液相部の液体を外部に取り出して、気化器により減圧して一旦気化させ、さらに気化したガスを圧縮機により圧縮して、液化ガスを燃料とするマイクロガスタービンなどの要求する圧力にすることが考えられるが、このような液化ガス供給装置では、液化ガスの減圧プロセスや昇圧プロセスのための機器や装置類を有し、そのために無駄な設備を要すると共に、この減圧プロセスや昇圧プロセスが効率的でないので好ましくない。すなわち、液化ガスは、常温で加圧することにより容易に液化することを特徴とするため、容器に２相状態で貯蔵された液化ガスは、元々加圧されている。それにも係わらず、容器内の液相部を利用することから、容器から外部に取り出した液体をいったん減圧して気体とし、再度昇圧する無駄なプロセスと、そのために無駄な装置や機器、設備などを必要とする。また、このような構成のオンサイト発電システムを特に工業用に使用する場合には、それらの装置や機器、設備などの故障の可能性、それに伴うメインテナンスの必要性など煩雑さが問題となる。
【０００６】
本発明の課題は、所定の圧力以上で気相の液化ガスを供給することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液化ガス供給装置は、液化ガスを液相部及び気相部の２相状態で収容する容器と、この容器内の気相部に連通するガス管路と、容器内の液化ガスを加熱する加熱器と、この液化ガス加熱手段を経由して第１の熱媒を循環させる循環流路と、第１の熱媒を加熱する熱媒加熱手段と、容器内またはガス管路に流入した気相の液化ガスの圧力または温度を検知する検知手段と、この検知手段によって検出した圧力または温度に応じて前記熱媒加熱手段を制御して、加熱器による容器内の液化ガスの加熱を制御する液化ガス加熱制御手段とを有し、加熱器は、上面が開口された槽と、この槽に内包されて加熱された第１の熱媒が通流する循環流路の一部を形成する熱交換用管路と、開口の周囲に載置され、容器の外面に開口の周囲を密着させる弾性を有するシール部材とを有し、槽内には、加熱された第１の熱媒の熱によって加熱される第２の熱媒が満たされ、該槽に連通させて前記第２の熱媒が充填された膨張タンクを有し、該膨張タンク内の前記第２の熱媒は、液面が前記シール部材の密着部分よりも高い位置に、かつ気相部を残して充填されてなる構成とすることにより上記課題を解決する。特に、第２の熱媒の膨張タンクを設けたことから、第１の熱媒の熱によって槽内に充填された第２の熱媒が膨張しても、その圧力を膨張タンクに逃がすことができ、槽内の圧力変動による槽と圧力容器の底部との密着部分からの槽内に満たされた熱媒の漏洩を防ぎ、第２の熱媒の補給を減らすことができる。また、第２の熱媒の液面を加熱器のシール部材の密着部分よりも高い位置に充填することにより、槽内の第２の熱媒を容器の底面の広い範囲に接触させることができ、しかも接触面積を一定に保持できるから、液化ガスを効率よく気化させて、供給ガスの発生能力を安定に維持できる。
【００１５】
また、液化ガスを液相部及び気相部の２相状態で収容する容器と、この容器内の気相部に連通するガス管路と、容器内の液化ガスを加熱する加熱器と、この加熱器を経由して加熱された第１の熱媒を循環させる循環流路と、容器内またはガス管路に流入した気相の液化ガスの圧力または温度を検知する検知手段と、この検知手段によって検出した圧力または温度に応じて加熱器による容器内の液化ガスの加熱を制御する液化ガス加熱制御手段とを有し、加熱器は、上面が開口された槽と、この槽に内包されて加熱された第１の熱媒が通流する循環流路の一部を形成する熱交換用管路と、開口の周囲に載置され、容器の外面に開口の周囲を密着させる弾性を有するシール部材とを有し、槽内には、加熱された第１の熱媒の熱によって加熱される第２の熱媒が満たされ、前記槽に連通させて前記第２の熱媒が充填された膨張タンクを有し、該膨張タンク内の前記第２の熱媒は、液面が前記シール部材の密着部分よりも高い位置に、かつ気相部を残して充填されてなる構成とすることにより上記課題を解決する。
【００２３】
また、液化ガス加熱制御手段は、循環流路内を循環する第１の熱媒の流量を制御するための熱媒流量制御手段を有する構成とする。また、液化ガス加熱制御手段は、検知手段で検知した圧力または温度が設定値以下のときに熱媒加熱手段と加熱器との間で第１の熱媒が循環する循環流路に設けられたポンプを駆動する構成とする。
【００２４】
このような構成とすれば、容器内の液化ガスの圧力または温度に応じて、熱媒加熱手段で加熱された第１の熱媒が加熱器の流路に流入し、この第１の熱媒の熱で液化ガスが加熱されるため、液化ガスの温度が上昇すると共に液相の液化ガスの気化量が増え、ガス管路を通流する気相の液化ガスの圧力を上昇させることができる。したがって、所定の圧力以上で気相の液化ガスを供給することができる。さらに、加熱器は、熱交換用管路内の第１の熱媒の熱が槽内に満たされた熱伝達可能な第２の熱媒を介して容器に伝熱し、容器や容器内の液化ガスを加熱する。このため、第２の熱媒の組成や、第１の熱媒が通流する熱交換用管路と第２の熱媒との接触面積、第１の熱媒の流量などで伝熱効率を容易に調整できる。
【００２８】
さらに、熱媒加熱手段が、容器内の気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う構成とすれば、別の燃料源を用意する必要がないので好ましい。
【００２９】
また、熱媒加熱手段は、気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う機器または装置からの廃熱と熱媒との間で熱交換を行う熱交換手段を有する構成とすれば、気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う機器または装置からの廃熱で熱媒を加熱できるため省エネルギー性を向上できるので好ましい。
【００３０】
さらに、液化ガス加熱手段が容器の外側底部に設置され、容器と液化ガス加熱器の少なくとも側面とを覆うカバーを有し、このカバーと容器との間に隙間が形成される構成とする。このような構成とすれば、液化ガス加熱手段の熱が、カバーと容器との間の隙間を上昇し、容器全体を保温または加熱することができ、さらに、外気温度や風などでの放熱による容器内の温度の変動を抑えることができるため、液化ガスの加熱効率を向上できる。
【００３１】
また、熱媒加熱手段が、容器内の気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う構成とした場合、気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う機器または装置が停止し、熱媒加熱手段も停止しているときであっても、容器から熱媒加熱手段に気相の液化ガスを導くガス管路内に容器内の気相の液化ガスが流入してくると、外気温度によっては、ガス管路内の気相の液化ガスが再液化してしまう場合がある。そこで、気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う機器または装置が停止しているときには、ガス管路内の液化ガスの通流を、ガス管路の容器との連結部側で遮断するガス遮断手段を設けた構成とすれば、気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う機器や装置類が停止しているときに、ガス管路に気相の液化ガスが流入するのを遮断できる。したがって、気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う機器や装置類が停止しているときのガス管路内での気相の液化ガスの再液化量を低減できるので好ましい。
【００３２】
ここで、液化ガス供給装置が気相の液化ガスを供給する装置や機器類には、供給された気相の液化ガスを燃料として燃焼を行うものがある。このような燃焼を行う装置や機器類では、燃焼によって生じた廃熱を有効利用するために、この廃熱を利用して駆動される吸収式冷凍機が設置されている場合がある。このような吸収式冷凍機には、廃熱からの熱量では、十分な駆動ができない場合に不足した熱量を補うために補助ボイラが設けられているものがある。
【００３３】
したがって、熱媒加熱手段が、ガス管路を介して供給される気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う機器または装置の廃熱により駆動する吸収式冷凍機に設けられた補助ボイラである構成とする。このような構成とすれば、液化ガス供給装置が気相の液化ガスを供給する装置や機器類からの廃熱を利用して吸収式冷凍機を駆動できるため、気相の液化ガスを供給する装置や機器類からの廃熱を有効利用できることに加え、この吸収式冷凍機の補助ボイラを熱媒加熱手段として用いれば、補助ボイラの廃熱で熱媒を加熱することができるため、省エネルギー性を向上することができる。
【００３４】
ところで、液化ガスを収容する容器のような圧力容器を加熱または保温する必要がある場合、圧力容器や圧力容器の内容物を効率よく加熱するために、圧力容器の底部に加熱器を取り付ける。例えば、液化ガス供給装置では、所定の圧力以上の圧力で気相の液化ガスをこの気相の液化ガスを利用する設備や機器などに供給するため、液化ガスを収容した容器の底部に加熱器を取り付ける構成とする場合がある。このとき、液化ガスを収容する容器のように、圧力容器がガス蒸気危険場所に設置される場合、電気機器などを伴う加熱器を用いる場合には、防爆構造に対応した電気機器などを用いる必要がある。このため、加熱器の構造が複雑になる上、コストが増大してしまう。したがって、ガス蒸気危険場所に設置される場合であっても防爆構造に対応する必要のない加熱器を用いることが望まれている。さらに、圧力容器の底部に加熱器を取り付けるとき、その圧力容器の耐圧性能を損なわないように行う必要がある。このため、加熱器を取り付けるときに圧力容器側の加工を伴うと、その加工は複雑になり、また加熱器の取り付けコストが増大してしまう。このため、圧力容器の底部に加熱器を取り付けるとき、容器側の加工なしに加熱器を取り付けることができることが望まれている。
【００３５】
そこで、加熱器は、槽を上方に押し上げるジャッキ機構を備えた構成とする。具体的には、液化ガスを収容する容器は複数の脚部によって台座に固定される構成とする。そして、各脚部を台座に固定するためのボルトによって複数の脚部間に固定される少なくとも２本の第１の梁状部材と、第１の梁状部材に交わる方向に該第１の梁状部材間に固定される少なくとも２本の第２の梁状部材を設け、ジャッキ機構は、複数のボルトとこのボルトに螺合されるナットとで構成し、複数のボルトの一端側は、第１の梁状部材及び第２の梁状部材のいずれかに固定され、複数のボルトの他端側は、加熱器の槽の開口の周囲に固定され、槽の開口の周囲を上方に押し上げることで槽を上方に押し上げ、槽の開口の周囲を、シール部材を介して容器の底部に均等に押し付ける構成とする。
【００３６】
このような構成とすれば、加熱器の取り付けは、槽を容器の底部下方に配置し、ジャッキ機構で槽を上方に移動させることで、槽の開口周囲をシール部材によって容器の底部に密着させることでできる。つまり、ジャッキ機構で槽を上方に移動させ、容器の底部に槽を密着させることで加熱器の取り付けが行えるため、加熱器を容器側の加工なしに取り付けることができる。また、槽を容器の底部下方に配置するとき、槽を容器の底部側方から第１の梁状部材と第２の梁状部材で形成されたフレーム上を滑らせることで容易に槽の配置が行えるので好ましい。
【００３７】
このとき、加熱器は、熱交換用管路内の第１の熱媒の熱が槽内に満たされた熱伝達可能な第２の熱媒を介して容器に伝熱し、容器や容器内の液化ガスを加熱する。したがって、第２の熱媒は第１の熱媒よりも温度が低くなり、第１の熱媒を直接槽内に通流させる場合よりも槽内の圧力を低くできる。したがって、第１の熱媒を直接槽内に通流させる場合よりも槽と圧力容器の底部との密着部分の耐圧能力を低くすることができ、加熱器の構成を簡素化できる。
【００４０】
さらに、加熱器の温度を検出するための温度検出手段を有し、液化ガス加熱制御手段は、検知手段によって検出した圧力または温度に加え、温度検出手段によって検出した加熱器の温度に応じて容器内の液化ガスの加熱を制御してなる構成とする。これにより、加熱器が設定された上限温度以上の温度で容器を加熱するのを防ぐことができる。
【００４１】
さらに、ＬＰガスを燃料とするマイクロガスタービンと、ＬＰガスを供給する上記のいずれかの液化ガス供給装置とを備えた発電装置とすれば、マイクロガスタービンに外気温度に関係なく所定の圧力以上で気相の液化ガスが供給されるため、発電の安定性を向上できる。
【００４２】
また、液化ガス加熱手段は、液化ガスを容器の外部から加熱する構成とすれば、既に設置されている液化ガスが収容された容器などを用いて容易に発電装置を形成できるので好ましい。
【００４３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第１の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる液化ガス供給装置の概略構成と動作を示すブロック図である。図２は、マイクロガスタービンの概略構成を示す図である。なお、本実施形態では、マイクロガスタービンのタービン駆動用燃料として気相の液化ガスを供給する場合の構成を一例として説明する。また、液化ガスは、液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）などを意味するが、本実施形態では、ＬＰガスを供給する場合を一例として説明する。
【００４４】
本実施形態の液化ガス供給装置１は、図１に示すように、ＬＰガスを気相部３と液相部５の2相状態で貯蔵する容器７、容器７の気相部３に連通するガス管路８、容器７内のＬＰガスを加熱する液化ガス加熱手段である放熱部９、放熱部９に通流される熱媒、例えば水を加熱する熱媒加熱手段である熱源機１１、放熱部９と熱源機１１との間で熱媒を循環させる循環流路１３、熱媒の温度を検出するための図示していない温度検出手段である温度センサ、そしてこの図示していない温度センサによって検出した熱媒の温度に応じて容器７内のＬＰガスの加熱を制御する加熱制御手段である循環流路１３内を循環する熱媒の流量を制御するための図示していない熱媒流量制御弁などで構成される。
【００４５】
放熱部９は、容器７の液相部５に浸るように配設されたコイル状または蛇腹状の管路からなり、循環流路１３に連結されている。容器７の気相部３に連通するガス管路８は、途中でガス管路８ａとガス管路８ｂに分岐している。ガス管路８ａは、例えば給湯器などである熱源機１１に連結されており、熱源機１１は、ガス管路８ａを介して供給されるＬＰガスを燃焼させることにより熱媒を加熱する。なお、ガス管路８ａには、熱源機１１が要求する圧力にＬＰガスの圧力を降圧して調整するための第１圧力調整器１５が設けられている。また、熱源機１１として給湯器を用いる場合、既設の給湯器を利用することもできる。
【００４６】
ガス管路８ｂは、マイクロガスタービン１７の図示していない燃焼部に連結されている。ガス管路８ｂには、ガス管路８ａとの分岐部近傍に配設された調整弁１９、そしてマイクロガスタービン１７が要求する圧力にＬＰガスの圧力を降圧して調整するための第２圧力調整器２１が設けられている。ガス管路８ｂに設けられた調整弁１９は、マイクロガスタービン１７が停止しているときには閉じるものであり、これにより、容器７とマイクロガスタービン１７との間に生じる温度差に起因して、特に冬場、ガス管路８ｂ内の残存ＬＰガスが凝縮することを確実に防止しつつ、マイクロガスタービン１７の運転開始時には、ガス管路８ａによりＬＰガスを熱源機１１に確実に送出することができるようにしている。このため、調整弁１９は、マイクロガスタービン１７のオンオフと同期するようにした電磁弁とするのが好ましい。
【００４７】
このように、ＬＰガスを供給する液化ガス供給装置１と、ＬＰガスを燃料とするマイクロガスタービン１７とは、発電装置であるオンサイト発電システムを構成している。
【００４８】
ここでマイクロガスタービンについて説明する。マイクロガスタービンは、近年業務用、工業用または集合住宅用など、様々な用途に対応して、個々の需要者においてその場で、しかも必要に応じて発電を行うことが可能なオンサイト発電システムとして注目を集めている。なお、本明細書で用いる「マイクロガスタービン」の「マイクロ」は、一般プラント用ガスタービンと区別するためだけに用いているものであり、具体的には、発電能力３００ｋＷ以下のもの、ＬＰガス燃料の供給圧力に対する要求が最大圧力で約１.０ＭＰaのもの、または発電機、圧縮機及びタービンが１軸上に配列され、圧縮機及びタービンが単段であるものを意味するものとする。
【００４９】
本実施形態のマイクロガスタービン１７は、図２に示すように、通常の大型のガスタービンと同様に、同じ軸２３上に発電機２５、圧縮機２７、タービン２９を備えている。圧縮機２７により昇圧された空気と、燃料のＬＰガスとが燃焼室３１で混合、燃焼されたうえで、タービン２９に送られ、タービン２９の羽根を回転させることにより軸２３を回転させる。この軸２３の回転により発電機２５で発電が行われ、コンバータ３３、インバータ３５、及びトランス３７などを介して電力を供給する。タービン２９からの排出ガスは、再生器３９において、圧縮空気と熱交換し、さらに、排ガスの廃熱は、排ガス熱交換器４１を用いて給湯などに利用されるとともに排ガスは、排ガス管４３を通って排出される。なお、このような構成のマイクロガスタービンでは、燃焼用の燃料であるＬＰガスの圧力が圧縮空気の圧力と同程度以上である必要があるため、ＬＰガスの入口圧力、つまり要求圧力は、高圧、例えば最大約１.０ＭＰaが要求される。
【００５０】
また、容器７は、円筒状の容器を横向きに設置したバルク貯留容器であり、弁４５を備えた充填用管路４７を介してバルクローリなどからＬＰガスが適宜供給されるようにしてある。容器７の容量は、業務用、集合住宅用或いは一般住宅用等その用途に応じて異なり、例えば工業用の場合、通常１トン程度である。容器７は、通常安全性の観点から、図示していない基礎に脚などにより固定される点で、ガスボンベとは異なる。
【００５１】
このような構成の液化ガス供給装置１の動作と本発明の特徴部について説明する。なお、図において、実線の矢印は液化ガスの流れを、破線の矢印は熱媒の流れを示している。
【００５２】
容器７には、バルクローリーなどにより弁４５を備えた充填用管路４７を通じて所定量のＬＰガスが貯蔵されている。マイクロガスタービン１７を運転する際、所定量のＬＰガスが気相部３及び液相部５の２相状態で貯蔵された容器７を熱源機１１で加熱された熱媒を放熱部９に通流させることによって加熱する。すなわち、第１圧力調整器１５によって圧力調整されたＬＰガスにより熱源機１１で燃焼を行い、この燃焼によって熱媒を加熱し、この加熱された熱媒が循環流路１３を通し、容器７を経由して通流することによって気相部３及び液相部５の２相状態で貯蔵されたＬＰガスを加熱する。
【００５３】
このとき、図示していない温度センサなどの温度検出手段によって検出した熱媒の温度に応じて熱源機１１によって加熱される熱媒の循環流量を制御することにより、容器７内に液相部５と気相部３の２相状態で貯蔵されたＬＰガスを４０℃以下に加熱する。これにより、容器７内の液相部５から気相部３への気化に必要な熱が補われ、その結果、気相部３の蒸気圧、つまりガス管路８を通流する気相の液化ガスの圧力を所定圧力以上に保持できる。この所定圧力以上に保持された気相の液化ガスの圧力を、ガス管路８ｂの第２圧力調整器２１でマイクロガスタービン１７が要求する圧力に降圧して調整し、マイクロガスタービン１７に供給する。所定圧力以上のＬＰガスが供給されたマイクロガスタービン１７は、この供給されたＬＰガスを燃料として燃焼を行いタービンを駆動することで、電力と廃熱を発生する。
【００５４】
このように、本実施形態の液化ガス供給装置１では、熱媒の温度に応じて循環流路１３中に熱媒を循環させ、放熱部９を通流する熱源機１１で加熱された熱媒の熱で容器７内の液相部５、つまり液相の液化ガスを加熱することにより、容器７内の温度を上昇させると共に、液相の液化ガスの気化量を増大させることができる。これにより、容器７内の気相部３、つまり気相の液化ガスの蒸気圧、つまりガス管路８を通流する気相の液化ガスの圧力を上昇できるため、所定の圧力以上で気相の液化ガスを供給することができる。
【００５５】
ところで、容器内液相部の液体を外部に取り出して、気化器により減圧して一旦気化させ、さらに気化したガスを圧縮機により圧縮して、液化ガスを燃料とするマイクロガスタービンなどの要求する圧力にすることが考えられるが、このような液化ガス供給装置では、液化ガスの減圧プロセスや昇圧プロセスのための機器や装置類を有し、そのために無駄な設備を要すると共に、この減圧プロセスや昇圧プロセスが効率的でない。すなわち、液化ガスは、常温で加圧することにより容易に液化することを特徴とするため、容器に２相状態で貯蔵された液化ガスは、元々加圧されている。それにも係わらず、容器内の液相部を利用することから、容器から外部に取り出した液体をいったん減圧して気体とし、再度昇圧する無駄なプロセスと、そのために無駄な装置や機器、設備などを必要とする。また、このような構成のオンサイト発電システムを特に工業用に使用する場合には、それらの装置や機器、設備などの故障の可能性、それに伴うメインテナンスの必要性など煩雑さが問題となる。
【００５６】
これに対して、本実施形態の液化ガス供給装置１では、容器７内の気相部３を直接昇圧することにより、一旦減圧した後昇圧するという無駄なプロセス、それに伴う機器や装置、そして設備などを排除することができ、その結果、効率的かつ安価に所定の圧力以上での液化ガスの供給が可能となる。
【００５７】
また、ＬＰガスの取り扱いについて、我が国では、法律の規制、例えば高圧ガス保安法や液化石油ガス保安規則などがあり、ＬＰガスを貯蔵する容器が国による検査の対象とされ、容器を加熱するときは、熱湿布又は温度４０℃以下の温湯を使用することが規定されている。
【００５８】
これに対し、本実施形態の液化ガス供給装置１では、熱媒の温度に応じて容器７を４０℃以下で加熱するように熱媒の循環流路１３、つまり放熱部９での通流量を制御しているので、合法的に所定の圧力以上での液化ガスの供給が可能となる。
【００５９】
ここで、液化ガス供給装置１とマイクロガスタービン１７などで構成された本発明に係るオンサイト発電システムが、液相の液化ガスを気化器により減圧して気化させ、さらに気化したガスを圧縮機により圧縮する場合に対して熱効率の点及びコストの点で優れた効果を有することを説明する。
（１）熱効率について
ガスタービンに採用されるコンプレッサ及び気化器の動力損失はそれぞれ、ガスタービンの発電ｋＷｈ当たりに必要とされる仕事量として算出すると、一般的に０.０４乃至０.０５ｋＷｈ／ｋＷｈ、０.０３ｋＷｈ／ｋＷｈである。したがって、コンプレッサ及び気化器の動力損失の合計は、約２５０ないし約２９０ｋＪ／ｋＷｈとなる。一方、ガスタービンの燃料消費量は、発電ｋＷｈ当たりに換算すると、一般的に約０.３ｋｇ／ｋＷｈである。プロパンの蒸発潜熱は、約３７０ｋＪ／ｋｇであるから、ＬＰガスによる加熱に伴う熱損失は、約１１０ｋＪ／ｋＷｈとなり、上述のコンプレッサ及び気化器の動力損失の半分以下であることがわかる。このような違いから、液化ガスを収容する容器の形状などによって定まる総括伝熱係数及び稼動率など放熱ロスを考慮したとしても、本願発明に係るオンサイト発電システムの熱効率は、液相の液化ガスを気化器により減圧して気化させ、さらに気化したガスを圧縮機により圧縮する場合に対して熱効率的に有利であることがわかる。
（２）コストについて
イニシャルコストとしては、コンプレッサ及び気化器の値段に比べ、ＬＰガスを所定圧力以上の圧力で供給できるようにするための改造費用は低額となる。一方ランニングコストとしては、ｋＷｈ当たりの電力料金とｋｇ当たりのＬＰガス単価を考慮すれば、コンプレッサ及び気化器の稼動に伴う電力費用に比べ、ＬＰガスの消費に伴う費用も低減できる。したがって、イニシャルコスト及びランニングコストを含めた総合コストとしては、本願発明に係るオンサイト発電システムは、従来型に比べて有利である。
【００６０】
また、本実施形態では熱媒の温度に応じて熱媒の流量を制御しているが、熱媒の温度を検出せず、圧力センサなどの圧力検出手段を用いて容器７内のＬＰガスの圧力を検出し、その検出した圧力値に応じて熱媒の流量を調整する構成にすることもできる。さらに、熱媒の流量を調整する代わりに、熱源機１１のオンオフを制御、または熱媒の流量と熱源機１１のオンオフとの組み合わせにより、液化ガスの加熱を制御することもできる。
【００６１】
また、本実施形態では、容器７内の液相部５に浸るように配設された放熱部９により液化ガスを加熱しているが、図３に示す液化ガス供給装置４９のように、容器７の外周に巻き付けて設置され、内部に加熱された熱媒が通流する流路が形成されたジャケット型の加熱器５１を用いる構成にすることもできる。放熱部９を容器７の内部に設けると、特に検査済みの既存の容器の場合、放熱部９を容器７の内部に取りつけるための容器７の加工により、再度検査が必要となることが予想される。これに対して、加熱器５１を容器７の外周に設置すれば、容器自体を改造する必要がない。さらに、加熱器５１自体を外部から目視検査できる状態で設置することが可能となる。また、コストの面でＬＰガスを所定圧力以上の圧力で供給できるようにするための改造費用はさらに低額となる。
【００６２】
（第２の実施形態）
本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第２の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、本発明を適用してなる液化ガス供給装置の概略構成と動作を示すブロック図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一のものには同じ符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と相違する構成及び特徴部などについて説明する。
【００６３】
本実施形態が第１の実施形態と相違する点は、マイクロガスタービンの廃熱により熱媒を加熱し、熱源機は、マイクロガスタービンの廃熱で不足した熱量を補うための補助熱媒加熱手段としていることにある。すなわち、本実施形態の液化ガス供給装置５３は、熱媒加熱手段である熱交換器５５、熱交換器５５とマイクロガスタービン１７との間で第１の熱媒を循環させる排ガス第１循環流路５７、容器７内に配設された放熱部９と熱交換器５５との間で第２の熱媒を循環させる第２循環流路１３、そして第２循環流路１３から分岐して熱源機１１に熱媒を通流させるための補助流路５９などを有している。
【００６４】
これにより、マイクロガスタービン１７の廃熱で第１の熱媒、例えば水を加熱し、この加熱された第１の熱媒をマイクロガスタービン１７と熱交換器５５との間の第１循環流路５７を介して熱交換器５５に導き、熱交換器５５で第１の熱媒と第２循環流路１３を通流する第２の熱媒との間で熱交換を行い第２の熱媒を加熱するようにしている。なお、熱交換器５５は、通常の熱交換器でよく、特に容器７の加熱温度が、４０℃以下であることから、伝熱面積のあまり大きくないコンパクトなもので十分である。
【００６５】
このように、マイクロガスタービン１７の運転開始の際やマイクロガスタービン１７の廃熱量が低下したときなどは、熱源機１１での熱媒の加熱により容器７を加熱するか、または、マイクロガスタービン１７の廃熱からの熱量では必要な熱量が得られない場合は、不足した熱量を補うように熱源機１１で熱媒を加熱し、マイクロガスタービン１７の運転開始後やマイクロガスタービン１７の廃熱からの熱量が十分な量であるときには、熱源機１１を停止する。
【００６６】
このように、本実施形態の液化ガス供給装置５３では、マイクロガスタービン１７の廃熱で熱媒を加熱し、加熱された熱媒により容器７内の液化ガスを加熱するので、省エネルギー性を向上できる。
【００６７】
また、本実施形態では、容器７内の液相部５に浸るように配設された放熱部９により液化ガスを加熱しているが、第１の実施形態と同様、図５に示す液化ガス供給装置６１のように、容器７の外周に巻き付けて設置され、内部に加熱された熱媒が通流する流路が形成されたジャケット型の加熱器５１を用いる構成にすることもできる。
【００６８】
（第３の実施形態）
以下、本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第３の実施形態について図６及び図７を参照して説明する。図６は、本発明を適用してなる液化ガス供給装置の概略構成と動作を示すブロック図である。図７は、図６のVII−VII線からの矢視図である。なお、本実施形態でも、マイクロガスタービンのタービン駆動用燃料として気相の液化ガスを供給する場合の構成を一例として説明する。また、液化ガスは、液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）などを意味するが、本実施形態では、ＬＰガスを供給する場合を一例として説明する。
【００６９】
本実施形態の液化ガス供給装置６３は、図６及び図７に示すように、ＬＰガスを収容して貯蔵するための容器７、容器７内の気相部３に連通するガス管路６４、容器７の底部外表面を覆うように設置された液化ガス加熱手段となる加熱器６５、加熱器６５の温度を検知する温度センサ６７、吸収式冷凍機６９に設けられた熱媒加熱手段となる補助ボイラ７１、加熱器６５と補助ボイラ７１との間で容器加熱用熱媒を循環させるための容器加熱用熱媒管路１３ａ、１３ｂと容器加熱用熱媒管路１３ａに設けられたポンプ７３、そして容器加熱用熱媒管路１３ａを開閉する熱媒管路開閉弁７５などで構成されている。容器７は、略円筒状の容器を横向きにして屋外に設置したものであり、容器７の内部に収容されて液相部５となる液相の液化ガスは、容器７が外気から受けた熱により気化する。このため、容器７の上部の気相部３には、気相の液化ガスが溜まった状態になっている。
【００７０】
ガス管路６４は、容器７からの出口部分に気相の液化ガスの通流及び遮断を制御する第１ガス弁７７が設けられている。ガス管路６４は、ガスの流れに対して第１ガス弁７７よりも下流側で２分岐し、並列に配管されたガス管路６４ａ、６４ｂとなっている。ガス管路６４ａには、上流側から第２ガス弁７９、第１圧力調整器８１、そして第３ガス弁８３が順次設けられている。ガス管路６４ｂには、上流側から第４ガス弁８５、第２圧力調整器８７、そして第５ガス弁８９が順次設けられている。ガス管路６４ａとガス管路６４ｂは、ガス管路６４ａの第３ガス弁８３とガス管路６４ｂの第５ガス弁８９との下流側で合流して再び１本のガス管路６４となる。第１ガス弁７７、第２ガス弁７９、第１圧力調整器８１、第３ガス弁８３、第４ガス弁８５、第２圧力調整器８７、そして第５ガス弁８９などはガス管路６４、６４ａ、６４ｂなどと共に容器７上に設置されたケース９１内に収容されている。但し、ケース９１を設けていない構成にすることもできる。
【００７１】
ガス管路６４のガス管路６４ａとガス管路６４ｂとの合流部分９３よりも下流側でガス管路６４は再び分岐し、ガス管路６４の分岐部分９５よりも下流側は、２本のガス管路６４ｃ、６４ｄとなっている。ガス管路６４ｃは、気相の液化ガスを燃料として燃焼を行うマイクロガスタービン１７内の図示していない燃焼器に連結されている。ガス管路６４ｄは、気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１に連結されている。なお、吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１に連結されているガス管路６４ｄには、第３圧力調整器９７が設けられている。また、第１圧力調整器８１と第２圧力調整器８７は、容器７内の気相の液化ガスの供給圧をマイクロガスタービン１７が要求する圧力に減圧するものであり、第３圧力調整器９７は、マイクロガスタービン１７が要求する圧力に減圧された気相の液化ガスの圧力を吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１が要求する圧力にさらに減圧するものである。なお、マイクロガスタービン１７は、第１の実施形態において説明したものと同様の構成及び動作のものである。
【００７２】
加熱器６５は、図７に示すように、金属製のケース９９の中に蛇腹状に屈曲させた銅などの熱伝導性の高い材料で形成した管路１０１を配設し、管路１０１とケース９９との間の空間に水やシリコンなどの熱伝達可能な充填部材１０３を充填したものである。このような加熱器６５を容器７の底面に密着させて取り付けている。温度センサ６７は、図６に示すように、加熱器６５の管路１０１を通流する熱媒の温度、または管路１０１とケース９９との間の空間に満たされた充填部材１０３の温度を検知するように設置されている。
【００７３】
吸収式冷凍機６９は、マイクロガスタービン１７に連結された廃熱回収器１０５によってマイクロガスタービン１７の廃熱を回収した例えば水などの熱媒の熱で吸収液を加熱する図示していない再生器と、廃熱からの熱量では吸収液を十分に加熱できず吸収式冷凍機６９を駆動できない場合に不足した熱量を補うための補助ボイラ７１とを有する熱媒駆動型の吸収式冷凍機である。廃熱回収器１０５と吸収式冷凍機６９との間には、廃熱回収器１０５で廃熱を回収して加熱された廃熱回収用熱媒が通流する廃熱回収用熱媒管路１０７ａと、吸収式冷凍機６９の図示していない再生器で熱を放出した廃熱回収用熱媒が通流する廃熱回収用熱媒管路１０７ｂとが配管されている。廃熱回収用熱媒管路１０７ａには、廃熱回収器１０５と吸収式冷凍機６９との間で廃熱回収用熱媒を循環させるためのポンプ１０９が設けられている。本実施形態では、吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１内に加熱器６５に送液される容器加熱用熱媒を加熱するための加熱用流路を設けている。
【００７４】
容器加熱用熱媒管路１３ａは、一端が補助ボイラ７１内の加熱用流路に、他端が加熱器６５の管路１０１に連結されており、容器加熱用熱媒管路１３ａには、補助ボイラ７１で加熱された容器加熱用熱媒が通流する。容器加熱用熱媒管路１３ｂは、一端が加熱器６５の管路１０１に、他端が補助ボイラ７１内の図示していない熱媒加熱用流路に連結されており、容器加熱用熱媒管路１３ｂには、加熱器６５で熱を放出した容器加熱用熱媒が通流する。容器加熱用熱媒管路１３ａの補助ボイラ７１の熱媒の出口側部分には、補助ボイラ７１の熱媒の出口側から、容器加熱用熱媒を加熱器６５と補助ボイラ７１との間で循環させるためのポンプ７３と、容器加熱用熱媒の通流及び遮断を制御する熱媒管路開閉弁７５とが順次設けられている。容器加熱用熱媒管路１３ａの加熱器６５との連結側部分には、熱動弁１１１が設けられている。
【００７５】
容器加熱用熱媒管路１３ａは、熱動弁１１１により、加熱器６５の管路１０１に連通する容器加熱用熱媒管路１３ａと、加熱器６５に連結されずに加熱器６５をバイパスして容器加熱用熱媒管路１３ｂの加熱器６５と連結された側の部分に連通するバイパス管路１１３とに分岐される。熱動弁１１１は、容器加熱用熱媒管路１３ａを通流する容器加熱用熱媒の温度または充填部材１０３が設定された上限温度以上である場合、熱媒の通流方向を容器加熱用熱媒管路１３ａからバイパス管路１１３に切り換えるものである。これにより、容器７が必要以上の高温、例えば４０℃を超える温度で加熱されるのを防いでいる。なお、温度センサ６７とポンプ７３は、配線１１５で電気的に接続されており、温度センサ６７は、設定温度以下になると駆動信号を、設定温度よりも高くなると停止信号をポンプ７３に発信する。また、容器加熱用熱媒管路１３ａ、加熱器６５の管路１０１、容器加熱用熱媒管路１３ｂ、補助ボイラ７１の図示していない加熱用流路は、熱媒の循環流路を構成している。
【００７６】
容器加熱用熱媒管路１３ａは、ガス管路６４の第３ガス弁８３と第５ガス弁８９よりもガスの流れに対して下流側部分つまり合流部９３から分岐部９５にかけての部分と、分岐部９５で分岐してマイクロガスタービン１７に連結されるガス管路６４ｃとなる部分とに沿うように近接させて配管されている。また、容器加熱用熱媒管路１３ｂも、ガス管路６４のガス管路６４ｃとなる部分に沿うように近接させて配管されている。容器加熱用熱媒管路１３ａとガス管路６４、６４ｃとが互いに沿うように近接されて配管された部分、そして容器加熱用熱媒管路１３ａ、１３ｂとガス管路６４ｃとが互いに沿うように近接されて配管された部分とは、容器加熱用熱媒管路１３ａ、１３ｂとガス管路６４、６４ｃとを抱き合わせるように保温材１１７で包まれている。
【００７７】
このような構成の液化ガス供給装置６３の動作と本発明の特徴部について説明する。なお、図において、実線の矢印は液化ガスの流れを、破線の矢印は熱媒の流れを示している。
【００７８】
加熱器６５内の管路１０１内に滞留している容器加熱用熱媒の温度、またはこの容器加熱用熱媒の熱で加熱された充填部材１０３の温度が、容器７内の気相の液化ガスが所定の圧力以上にならないような温度、すなわち温度センサ６７に設定された温度以下になると、温度センサ６７は、駆動信号を発信しポンプ７３を駆動する。これにより、吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１で加熱された容器加熱用熱媒が加熱器６５に流入し、容器７及び容器７内の液化ガスが加熱されるため、容器７の温度の上昇によって液化ガスの飽和蒸気圧が上昇すると共に、液相の液化ガスの気化量が増加し、容器７内の気相の液化ガスが所定の圧力以上の圧力、つまり本実施形態の場合、マイクロガスタービン１７が要求する圧力よりも高い圧力になる。そして、この所定の圧力以上の気相の液化ガスは、第１圧力調整器８１と第２圧力調整器８７とでマイクロガスタービン１７が要求する圧力に減圧され、マイクロガスタービン１７に供給される。
【００７９】
マイクロガスタービン１７は、供給された気相の液化ガスを燃料として燃焼を行いタービンを駆動して発電などを行う。このとき排気される排ガスの廃熱は、廃熱回収器１０５で廃熱回収用熱媒に回収され、廃熱の回収により加熱された廃熱回収用熱媒は、吸収式冷凍機６９の図示していない再生器に流入して吸収式冷凍機６９を駆動する。マイクロガスタービン１７の廃熱を利用した吸収式冷凍機６９により、空調、冷蔵や冷凍設備の運転などが行える。
【００８０】
一方、加熱器６５の管路１０１を通流する容器加熱用熱媒の温度、またはこの容器加熱用熱媒の熱で加熱された充填部材１０３の温度が設定された上限温度、例えば容器７及び容器７内の液化ガスの温度が高くなり過ぎないように、例えば４０℃を超えないように設定された上限温度になると、熱動弁１１１が第２の熱媒の通流方向を切替、容器加熱用熱媒をバイパス管路１１３に流す。これにより、加熱器６５内に容器加熱用熱媒が滞留するため、加熱器６５の温度、つまり容器７及び容器７内の液化ガスの温度上昇が抑えられる。また、容器７からガス管路６４、６４ｃを介してマイクロガスタービン１７に供給される気相の液化ガスは、ガス管路６４、６４ｃを通流する間、ガス管路６４、６４ｃと保温材１１７により抱き合わせて配管された容器加熱用熱媒管路１３ａ、１３ｂ内を通流する容器加熱用熱媒の熱により保温されているため、外気温度が低い場合などでも再液化し難い。
【００８１】
このように、本実施形態の液化ガス供給装置６３では、外気温度が低く、温度センサ６７で検知した加熱器６５内の容器加熱用熱媒の温度または充填部材１０３の温度が、容器７内の気相の液化ガスを所定の圧力以上で供給できない温度である場合、容器加熱用熱媒管路１３ａに設けられたポンプ７３が作動され、吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１で加熱された熱媒を加熱器６５へ流す。これにより、容器７及び容器７内の液化ガスが加熱されるため、容器７の温度の上昇によって液化ガスの飽和蒸気圧が上昇すると共に、液相の液化ガスの気化量が増加し、容器７内の気相の液化ガスの圧力が上昇する。したがって、ガス管路６４を通流する気相の液化ガスの圧力が上昇し、所定の圧力以上で気相の液化ガスを供給することができる。
【００８２】
さらに、加熱器６５内の容器加熱用熱媒の温度または充填部材１０３の温度が設定された上限値よりも高い場合、熱動弁１１１が加熱器６５への容器加熱用熱媒の通流を遮断し、バイパス管路１１３へ容器加熱用熱媒を流し、容器７及び容器７内の液化ガスの温度上昇を抑える。これにより、容器７及びガス管路６４を通流する気相の液化ガスの圧力の上昇を抑え、所定の圧力範囲内の気相の液化ガスを供給することもできる。加えて、法規制などにより定められた温度、例えば４０℃以下で容器７を加熱することができる。
【００８３】
ところで、本実施形態のようなマイクロガスタービン１７やレシプロエンジンなど気相の液化ガスを燃焼用の燃料として用いる機器や装置類に気相の液化ガスを供給する場合には、これらの機器や装置類からの廃熱により加熱した熱媒を加熱器６５などのような液化ガス加熱手段に通流することが考えられている。ところが、液化ガス供給装置を設置する場所の外気温度などによっては、気相の液化ガスを燃焼する機器や装置類の起動時には、廃熱が無いか、または廃熱の熱量が少ないため、容器７及び容器７内の液化ガスを十分に加熱することができず、十分な圧力で気相の液化ガスを供給できない場合がある。また、十分な圧力で気相の液化ガスを供給できないため、起動時にはこれらの機器や装置類が本来の能力で駆動することができず、さらに、廃熱の熱量の増加も少なく、これらの機器や装置類が本来の能力で駆動できないか、本来の能力で駆動できるようになるまで、長い立ち上がり時間を必要とする場合がある。
【００８４】
これに対して、本実施形態の液化ガス供給装置６３では、気相の液化ガスを燃焼する機器や装置類とは独立した補助ボイラ７１といった熱媒加熱手段で容器加熱用熱媒を加熱し、この加熱された容器加熱用熱媒により加熱器６５で容器７及び容器７内の液化ガスを加熱するため、液化ガス供給装置が設置された場所の外気温度などの条件に関係なく、機器や装置類の起動時から、所定の圧力以上の気相の液化ガスをこれらの機器や装置類に供給できる。したがって、これらの機器や装置類は、起動時から本来の能力で駆動できる。
【００８５】
このとき、気相の液化ガスを燃焼する機器や装置類からの排ガスの熱、つまり廃熱が無駄になるが、本実施形態のように、補助ボイラ７１を備えた熱媒駆動型の吸収式冷凍機６９を用いれば、気相の液化ガスを燃焼する機器や装置類からの廃熱は、吸収式冷凍機６９で空調、冷蔵や冷凍設備などに用いられるため、省エネルギーになる。さらに、熱媒加熱手段として吸収式冷凍機６９に備えられた補助ボイラ７１を用いるため、別に熱媒加熱手段を設置する必要がない。
【００８６】
また、マイクロガスタービン１７のような気相の液化ガスを燃焼する機器や装置類からの廃熱を液化ガスが収容された容器の加熱に用いる場合には、廃熱の熱量は、容器の加熱と吸収式冷凍機の駆動とに分配されることになり、吸収式冷凍機の駆動に補助ボイラを利用する場合が比較的多くなるが、本実施形態では、これらの機器や装置類からの廃熱のほとんどを吸収式冷凍機６９の駆動に用いることができるため、吸収式冷凍機６９の駆動に補助ボイラ７１を利用する場合が比較的少なくなる。また、補助ボイラ７１の廃熱は、容器７を加熱するのに有効利用できる。なお、気相の液化ガスを供給する機器や装置類からの廃熱を利用する必要がない場合には、吸収式冷凍機６９を用いず、熱媒加熱手段として単独のボイラやヒータなどを設置する構成にすることもできる。このとき、既に設置されている給湯器などの熱源機を熱媒加熱手段として液化ガス供給装置を構成することもできる。
【００８７】
一方、気相の液化ガスを供給する機器や装置類からの廃熱が吸収式冷凍機６９を駆動するために必要な熱量以上の熱量を供給できる場合には、廃熱回収用熱媒を容器加熱用熱媒管路１３ａ、１３ｂを介して吸収式冷凍機６９と加熱器６５との間で循環させる構成にすることもできる。これにより、省エネルギー性をより向上できる。このとき、吸収式冷凍機６９からの加熱された熱媒と容器加熱用熱媒管路１３ｂを通流している熱を放出した熱媒とを混合するための管路と弁などからなる混合手段を設け、吸収式冷凍機６９からの加熱された熱媒と容器加熱用熱媒管路１３ｂを通流している熱を放出した熱媒との混合量を調整して容器加熱用熱媒管路１３ａに通流させれば、加熱器６５に送液される熱媒の温度を制御することができる。
【００８８】
さらに、本実施形態の吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１は、容器７からガス管路６４、６４ｄを介して供給される気相の液化ガスを燃料とするため、別に燃料源を準備または設置する必要がない。ただし、容器７とは別の燃料源、例えば容器７とは別のバルク貯蔵容器や小型のシリンダ型容器などから補助ボイラ７１に燃料、例えばＬＰガスなどを供給する構成にすることもできる。
【００８９】
さらに、本実施形態の液化ガス供給装置６３では、容器７からガス管路６４、６４ｃを介してマイクロガスタービン１７に供給される気相の液化ガスは、ガス管路６４、６４ｃを通流する間、ガス管路６４、６４ｃと保温材１１７により抱き合わせて配管された容器加熱用熱媒管路１３ａ、１３ｂ内を通流する熱媒の熱により保温されている。このため、ガス管路６４、６４ｃを通流するの気相の液化ガスの温度低下を防ぐことができ、再液化し難くできる。ただし、ガス管路６４内を通流している間にの気相の液化ガスの温度が低下する可能性がない場合には、ガス管路６４、６４ｃと容器加熱用熱媒管路１３ａ、１３ｂとを保温材１１７で抱き合わせた配管にする必要はない。
【００９０】
さらに、本実施形態は、従来の容器の外面に加熱器６５を設置したものであり、専用の容器などを準備する必要がない。加えて、本実施形態の液化ガス供給装置６３は、容器の外面に加熱器６５を設置するため、既に設置されている容器を利用して構成することができる。また、本実施形態は、容器７のような、略円筒状の容器を横向きに設置したような大容量の容器に限らず、様々な容器、例えば設置面積などに対する制限が少ない小型のシリンダ型容器にも適用できる。
【００９１】
また、本実施形態では、熱媒として水を例示したが、熱媒には、水に限らず様々な流体を用いることができる。また、本実施形態では、液化ガス加熱手段として容器７の底部に密着させた加熱器６５を用いているが、液化ガス加熱手段として、第１及び第２の実施形態で示したような、容器７の外表面に取り付けることができる様々な構成の加熱器や、容器７内の液相部５中に配設された熱媒の管路からなる熱交換部などを用いることもできる。
【００９２】
また、本実施形態では、加熱器６５内の熱媒の温度を検知する温度センサ６７を設けているが、容器７やガス管路６４の第１圧力調整器８１と第２圧力調整器８７よりも上流側に圧力検知手段または温度検知手段を設け、これらの圧力検知手段または温度検知手段で検知した圧力または温度が設定値以下のときにポンプ７３を駆動して加熱器６５と補助ボイラ７１との間で第２の熱媒を循環させる構成にすることもできる。このとき、容器７の気相部３と液相部５の各々の圧力を検出する圧力検出手段を設け、各々の圧力検出手段で検知した圧力に応じてポンプ７３の駆動を制御する構成にすることもできる。
【００９３】
このとき、加熱器６５にも温度センサ６７などの温度検出手段を設けて加熱器６５内の容器加熱用熱媒の温度または充填部材１０３の温度を検出し、加熱器６５内の容器加熱用熱媒の温度または充填部材１０３の温度が設定された上限値よりも高い場合、熱動弁１１１が加熱器６５への容器加熱用熱媒の通流を遮断し、バイパス管路１１３へ容器加熱用熱媒を流すようにしておけば、法規制などにより定められた上限温度、例えば４０℃以下で容器７を加熱することができる。
【００９４】
（第４の実施形態）
本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第４の実施形態について図８を参照して説明する。図８は、本発明を適用してなる液化ガス供給装置の概略構成と動作を示すブロック図である。なお、本実施形態では、第３の実施形態と同一のものには同じ符号を付して説明を省略し、第３の実施形態と相違する構成及び特徴部などについて説明する。
【００９５】
本実施形態が第３の実施形態と主に相違する点は、第３の実施形態のガス管路の容器からの出口部分に設けられている第１ガス弁として、電磁弁を設け、この電磁弁とマイクロガスタービンの図示していない運転指令スイッチまたは制御部などとを電気的に接続したことにある。すなわち、本実施形態の液化ガス供給装置１１９は、図８に示すように、ガス管路６４の容器７からの出口部分にガス遮断手段として電磁弁１９を設けている。電磁弁１９は、配線１２３を介してマイクロガスタービン１７の図示していない運転指令スイッチまたは制御部などと電気的に接続されている。
【００９６】
さらに、ガス管路６４のガス管路６４ａとガス管路６４ｂとの合流部分９３よりも下流側の部分は、第３の実施形態のように分岐しておらず、ガス管路６４ｃ、として気相の液化ガスを燃料として燃焼を行うマイクロガスタービン１７内の図示していない燃焼器に連結されている。一方、ガス管路６４の電磁弁１９よりも上流側の部分でガス管路６４ｄが分岐しており、ガス管路６４ｄは、気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１に連結されている。なお、吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１に連結されているガス管路６４ｄには、ガス管路６４ｄの分岐部近傍に第４圧力調整器１２４が、ガス管路６４ｄの吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１に連結部分の近傍には、第３の圧力調整器９７が設けられている。このように、容器７からガス管路６４ｄに流入した気相の液化ガスは、第４圧力調整器１２４と第３の圧力調整器９７とで順次降圧され、吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１が要求する圧力に調整される。
【００９７】
加えて、ガス管路６４の合流部９３よりも下流側の部分、つまり第１圧力調整器８１と第２圧力調整器８７よりも下流側の部分に圧力センサ１２５を設置し、圧力センサ１２５とポンプ７３及び補助ボイラ７１とを配線１２７を介して電気的に接続している。圧力センサ１２５は、ガス管路５の合流部３８よりも下流側の部分の圧力が設定値以下になるとポンプ７３と補助ボイラ７１の停止信号を発信する。また、本実施形態では、第３の実施形態の加熱器６５に設けられた温度センサ６７に代えて、容器７内の温度を検知する温度センサ１２９を設置して容器７内の圧力を調整している。温度センサ１２９は、配線１１５によってポンプ７３と電気的に接続されており、検知した温度が設定値以下で駆動信号を、設置値よりも高くなると停止信号をポンプ７３に発信する。
【００９８】
このような本実施形態の液化ガス供給装置１１９では、外気の温度が低下するなどにより、温度センサ１２９で検知した容器７内の温度が設定値以下になり、気相の液化ガスを所定の圧力以上で供給できなくなると、第３の実施形態と同様に、容器加熱用熱媒管路１３ａに設けられたポンプ７３が作動され、吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１で加熱された熱媒を加熱器６５へ流す。これにより、容器７及び容器７内の液化ガスが加熱されるため、容器７の温度の上昇によって液化ガスの飽和蒸気圧が上昇すると共に、液相の液化ガスの気化量が増加し、容器７内の気相の液化ガスの圧力が上昇する。したがって、ガス管路６４を通流する気相の液化ガスの圧力が上昇し、所定の圧力以上で気相の液化ガスを供給することができる。
【００９９】
ところで、マイクロガスタービン１７が停止しているときであっても、容器７が外気または加熱器６５内に滞留している容器加熱用熱媒の熱を受けた場合、液相の液化ガスの気化が生じ、ガス管路６４内の気相の液化ガスの圧力が増加する場合がある。このとき、圧力が高い状態で気相の液化ガスの温度が低下すると再液化し易い。さらに、容器加熱用熱媒管路１３ａ、１３ｂに熱媒が通流していない状態では、ガス管路６４は保温されていない。したがって、マイクロガスタービン１７が停止しているとき、ガス管路６４内で気相の液化ガスの再液化が生じる場合がある。
【０１００】
これに対し、本実施形態の液化ガス供給装置１１９では、電磁弁１９は、マイクロガスタービン１７の図示していない運転指令スイッチがオフされると、そのオフ信号を受けて閉し、容器７からの気相の液化ガスの出口で、気相の液化ガスのガス管路６４への流入を遮断する。これにより、ガス管路６４内は密閉状態となるため、ガス温度の低下による液化ガスの再液化量を低減できる。
【０１０１】
また、本実施形態では、ガス遮断手段として電磁弁１９を用いているが、ガス管路６４の容器７からの出口部分でガス管路６４の下流側部分へのガスの通流を遮断できれば、電磁弁１９に限らず様々なガス遮断手段を用いることができる。
【０１０２】
その一例を示すと、図９に示す液化ガス供給装置１３１のように、ガス管路６４の第１圧力調整器８１と第２圧力調整器８７よりも下流側に手動でガスの通流を遮断するガス遮断スイッチ１３３を設置することもできる。なお、図９に示す液化ガス供給装置１３１では、本実施形態の温度センサ１２９に代えて、ガス管路６４の第１圧力調整器８１と第２圧力調整器８７よりも上流側に圧力センサ１３７を設置している。圧力センサ１３７は、ポンプ７３と配線１１５を介して電気的に接続されており、検知した圧力が設定値以下で駆動信号を、設定値よりも高くなると停止信号をポンプ７３に発信する。なお、液化ガス供給装置１３１では、ガス管路６４ｄは、ガス管路６４の第３ガス弁８３及び第５ガス弁８９と圧力センサ１２５との間の部分で分岐し、吸収式冷凍機６９の補助ボイラ７１に連結されている。
【０１０３】
また、本実施形態の液化ガス供給装置１１９や図９に示した液化ガス供給装置１３１でも、第３の実施形態と同様に、加熱器６５にも温度センサ６７などの温度検出手段を設けて加熱器６５内の容器加熱用熱媒の温度または充填部材１０３の温度を検出し、加熱器６５内の容器加熱用熱媒の温度または充填部材１０３の温度が設定された上限値よりも高い場合、熱動弁１１１が加熱器６５への容器加熱用熱媒の通流を遮断し、バイパス管路１１３へ容器加熱用熱媒を流すようにしておけば、法規制などにより定められた上限温度、例えば４０℃以下で容器７を加熱することができる。
【０１０４】
また、第１、第２、及び第４の実施形態では、調整弁１９または電磁弁１９は、マイクロガスタービン１７に連結されたガス管路８ｂまたはガス管路６４ｃのガスの流れに対して上流部分に設けているが、調整弁１９または電磁弁１９は、ガス管路８のガス管路８ａとガス管路８ｂへの分岐部分よりも上流側の部分、またはガス管路６４のガス管路６４ｄの分岐部分よりも上流側の部分に設けることもできる。ただし、マイクロガスタービン１７が停止しているときでも、熱源機１１や補助ボイラ７１に気相の液化ガスを供給し続ける必要がある場合には、第１から第４の実施形態に示したように、調整弁１９または電磁弁１９は、マイクロガスタービン１７に連結されたガス管路８ｂまたはガス管路６４ｃのガスの流れに対して上流部分に設けておく。
【０１０５】
また、第３及び第４の実施形態では、温度センサ６７、１２９や圧力センサ１２５などをポンプ７３や補助ボイラ７１に直接電気的に接続しているが、液化ガス供給装置の動作を制御する制御手段を設け、この制御手段に温度センサ６７、１２９、圧力センサ１２５、ポンプ７３、補助ボイラ７１などを電気的に接続し、制御手段が、温度センサ６７、１２９、圧力センサ１２５で検出した温度や圧力の情報に応じてポンプ７３や補助ボイラ７１の動作を制御する構成にすることもできる。
【０１０６】
（第５の実施形態）
以下、本発明を適用してなる加熱器及びその加熱器を備えた液化ガス供給装置の第５の実施形態について図１０乃至図１８を参照して説明する。図１０は、本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第５の実施形態の概略構成を示す図である。図１１は、本発明を適用してなる加熱器を構成する槽の概略構成を示す正面図である。図１２は、加熱器を構成する槽の概略構成を示す側面図である。図１３は、加熱器を構成する槽の概略構成を示す平面図である。図１４は、加熱器を構成するフレームの概略構成を示す容器の底面図である。図１５は、加熱器を容器に取り付けた状態を示す正面図である。図１６は、加熱器を容器に取り付けた状態を示す側面図である。図１７は、図１６の破線で囲ったＡ部分の拡大図である。図１８は、図１７のXVIII−XVIII線からみた矢視図である。なお、図１５及び図１６では、加熱器の構成を分かり易くするため、容器の脚部を省略し、脚部の位置を破線で示した。
【０１０７】
なお、本実施形態でも、マイクロガスタービンのタービン駆動用燃料として気相の液化ガスを供給する場合の構成を一例として説明する。また、液化ガスは、液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）などを意味するが、本実施形態では、ＬＰガスを供給する場合を一例として説明する。
【０１０８】
本実施形態の液化ガス供給装置１３９は、図１０に示すように、ＬＰガスを収容して貯蔵するための圧力容器である容器７、容器７内の気相部３に連通するガス管路８、ガス管路８内の圧力を検知する圧力スイッチ１３７、容器７の底部に設置された加熱器１４１、加熱器１４１の温度を検知する温度スイッチ６７、熱媒加熱手段となる熱源機１１、加熱器１４１と熱源機１１との間で第１の熱媒、例えば水を循環させるための熱媒管路１３ａ、１３ｂ、熱媒管路１３ａと熱媒管路１３ｂとに連通して加熱器１４１をバイパスして熱媒を循環させるバイパス管路１３ｃ、バイパス管路１３ｃに設けられてバイパス管路１３ｃを開閉する電磁弁からなる熱媒量調整弁１４３、そして液化ガス供給装置１３９の動作を制御する制御部１４５などで構成されている。
【０１０９】
容器７は、略円筒状の容器を横向きにした状態で脚部１４７上に支持されている。このような容器７は、屋外に設置されており、容器７の内部に収容されて液相部５となる液相の液化ガスは、容器７が外気から受けた熱により気化する。このため、容器７の上部の気相部３には、気相の液化ガスが溜まった状態になっている。なお、図１０において、容器７は断面で示している。ガス管路８は、容器７の気相部３に挿入された状態で設置されており、容器７からの出口部分で２本のガス管路８ａ、８ｂに分岐している。分岐したガス管路８ａ、８ｂのうち、ガス管路８ａは、熱源機１１の図示していないバーナーに連結され、ガス管路８ｂは、気相のＬＰガスを利用するマイクロガスタービン１７の図示していない燃焼器に連結されている。
【０１１０】
ガス管路８ａの分岐部分近傍には、液化ガスの流れに対して上流側から、気相の液化ガスの熱源機１１への供給圧力を２段階で調整する第１圧力調整器１４９と第２圧力調整器１５１が順に設けられている。一方、ガス管路８ｂの分岐部分近傍には、液化ガスの流れに対して上流側から、気相のＬＰガスのマイクロガスタービン１７への供給圧力を調整する第３圧力調整器１５３、ガス管路８ｂを開閉する電磁弁からなる遮断弁１９が順に設けられている。遮断弁１９は、気相のＬＰガスを利用するマイクロガスタービン１７の図示していない制御部と配線１２３を介して電気的に接続されている。そして、マイクロガスタービン１７が作動しているときには遮断弁１９が開、マイクロガスタービン１７が停止しているときには遮断弁１９が閉するように制御されている。これにより、マイクロガスタービン１７が停止しているときに、ガス管路８ｂ内は密閉状態となるため、ガス温度の低下による液化ガスの再液化量を低減できる。
【０１１１】
ガス管路８のガス管路８ａ、８ｂへの分岐部分には、圧力スイッチ１３７が設置されている。圧力スイッチ１３７は、予め設定された温度で信号を発信するものであり、制御部１４５と配線１１５を介して電気的に接続されている。なお、圧力スイッチ１３７、第１圧力調整器１４９、第２圧力調整器１５１などは、ガス管路８、８ａ、８ｂの一部分などと共に容器７上に設置されたケース９１内に収容されている。ただし、ケース９１を設けていない構成にすることもできる。
【０１１２】
加熱器１４１には、膨張タンク用管路１５５を介して加熱器１４１内に連通する膨張タンク１５７と、温度スイッチ６７などが設置されている。温度スイッチ６７は、予め設定された所定の温度で信号を発信するものであり、制御部１４５と配線１１５を介して電気的に接続されている。熱源機１１は、図示していない第１の熱媒が通流する流路、この流路に設けられた熱媒タンク、ポンプ、流路内の第１の熱媒を加熱するバーナー、そしてポンプやバーナーの動作を制御する制御部などを一体的に筐体に納めたものである。熱源機１１の図示していない制御部は、制御部１４５と連携して作動するものであり、制御部１４５と配線１５９を介して電気的に接続されている。
【０１１３】
熱媒管路１３ａは、一端が熱源機１１の図示していない第１の熱媒が通流する流路に、他端が加熱器１４１に連結されており、熱媒管路１３ａには、熱源機１１で加熱された第１の熱媒が通流する。熱媒管路１３ｂは、一端が加熱器１４１に、他端が熱源機１１の図示していない第１の熱媒が通流する流路に連結されており、熱媒管路１３ｂには、加熱器１４１で熱を放出した第１の熱媒が通流する。熱媒管路１３ａの熱源機１１からの第１の熱媒の出口側部分と、熱媒管路１３ｂの熱源機１１への第１の熱媒の入口側部分との間にバイパス管路１３ｃが設けられている。バイパス管路１３ｃには、バイパス管路１３ｃへの第１の熱媒の通流及び遮断を行うことで加熱器１４１へ通流させる第１の熱媒の量を調整する熱媒量調整弁１４３が設けられている。熱媒量調整弁１４３は、制御部１４５と配線１６１を介して電気的に接続されている。なお、バイパス管路１３ｃと熱媒量調整弁１４３は、配管抵抗が熱媒管路１３ａよりも少ないものを用いている。
【０１１４】
このように、本実施形態の液化ガス供給装置１３９では、制御部１４５が圧力スイッチ１３７や温度スイッチ６７などで検知した容器７などの圧力及び温度の少なくとも一方に応じてバイパス管路１３ｃに設けられた熱媒量調整弁１４３を開閉する。これにより、容器７の加熱が必要なときには、加熱器１４１に流れる第１の熱媒量を増加させ、容器７の加熱が必要ないときには、加熱器１４１に流れる第１の熱媒量を減少させることで、加熱器１４１から容器７に与えられる熱量を調整し、容器７内の圧力を所定の圧力以上に保持している。
【０１１５】
ここで、加熱器１４１の概略構成及び容器７への取り付けについて説明する。加熱器１４１は、図１１乃至図１３に示すように、腐食し難い金属、例えばステンレスなどからなる矩形の箱形の槽１６３を有している。槽１６３の上面は開口されており、この開口の周囲には、外側に向けて張り出したフランジ部１６５が形成されている。槽１６３の短辺側側壁の上縁は、フランジ部１６５を含め、図１２に示すように、容器７の底部の曲面に合わせて弧状に形成されている。槽１６３内には、図１３に示すように、腐食し難い金属、例えばステンレスなどからなる複数の梁状の支持プレート１６７が短辺方向に張り渡された状態で設置されている。支持プレート１６７上には、蛇腹状に屈曲させた銅などの熱伝導性が比較的高い材料で形成した熱交換用管路１６９が支持されている。このように、熱交換用管路１６９は、槽１６３内に収容されている。熱交換用管路１６９の両端部は、槽１６３の一方の短辺側側壁に水密に固定され、熱源機１１で加熱した第１の熱媒が通流する熱媒管路１３ａ、１３ｂと連結するための連結部１７１となっている。
【０１１６】
連結部１７１が設けられている短辺側の側壁には、槽１６３内の長辺側の１／４程度の長さで、槽１６３内に配設された直線状の保護管１７３が水密に連結されている。槽１６３の短辺側及び長辺側側壁の外面には、膨張タンク用管路１５５などを連結するために、槽１６３内に連通する直線状の連結管１７５が各々２本づつ設けられている。連結管１７５は、フランジ部１６５の幅と同程度の長さとなっている。槽１６３の両方の短辺側側壁の外面中央部には、図１１及び１２に示すように、略Ｕ字形状またはみぞ形鋼形状に形成された受け金具１７７が設けられている。槽１６３の両方の長辺側側壁の両端部には、略Ｕ字形状またはみぞ形鋼形状に形成された受け金具１７９が、槽１６３の両方の長辺側側壁の両端部間には、等間隔で略Ｕ字形状またはみぞ形鋼形状に形成された複数の受け金具１８１が設けられている。
【０１１７】
受け金具１７７、１７９、１８１は、フランジ部１６５と槽１６３の側壁とに固定されており、上方の開口がフランジ部１６５で塞がれ、側方の開口の一方が槽１６３の側壁で塞がれた状態で設置されている。受け金具１７７、１７９、１８１の平板状の底部には、図１３に示すように、各々、ボルトを挿通するための貫通孔１８３、１８５、１８７が形成されている。フランジ部１６５の受け金具１７９、１８１に対応する上面縁部の部分には、図１１乃至図１３に示すように、フランジ部１６５上に載置されるシール部材を位置決めするための横長の平板状に形成された突出部１８９が設けられている。突出部１８９の高さは、槽１６５と容器７とをシール部材を挟み込んで密着させたときの圧縮された状態のシール部材の厚みよりも低く形成されている。
【０１１８】
このような槽１６３を容器７に取り付けるときの槽１６３を容器７の底部に配置するためのガイドと、ジャッキ機構を介して槽１６３を支持するための支持部材として、図１４乃至図１６に示すように、容器７の底部にフレーム１９１を設置する。フレーム１９１は、第１梁状部材１９３、第２梁状部材１９５、第３梁状部材１９７で構成されている。第１梁状部材１９３は、略Ｕ字形状またはみぞ形鋼形状の棒体からなり、両端部にボルトを挿通するための貫通孔１９９が形成されている。第２梁状部材１９５は、略Ｌ字形状または山形鋼形状の棒体からなり、フレーム１９１上に槽１６３が位置決めされたときに、槽１６３の両方の長辺側側壁に設けられた受け金具１７９、１８１に形成された貫通孔１８５、１８７に対応する位置にボルトを挿通するための切り欠きまたは貫通孔２０１が形成されている。第３梁状部材１９７は、略Ｕ字形状またはみぞ形鋼形状に形成された棒体の両側面に、各々、略Ｌ字形状または山形鋼形状の棒体の一方の平板状部分を当接させて固定し、略Ｕ字形状またはみぞ形鋼形状に形成された棒体の平板状の底部と略Ｌ字形状または山形鋼形状の棒体の他方の平板状部分とが１つの平面を形成した状態にしている。第３梁状部材１９７を構成する略Ｌ字形状または山形鋼形状の棒体部分の底部の両端部にはボルトを挿通するための切り欠きまたは貫通孔２０３が形成されている。
【０１１９】
このような加熱器１４１を容器７へ取り付ける場合、第１梁状部材１９３を、図１４に示すように、容器７の軸方向に垂直に延在させて脚部１４７間に梁状に固定する。このとき、図１５に示すように、第１梁状部材１７９となる略Ｕ字形状またはみぞ形鋼形状に形成された棒体の平板状の底部が上に来るようにし、第１梁状部材１７９の貫通孔２０１と、容器７の脚部１４７を台座２０５に固定するためのボルト２０７を挿通するために脚部１４７の底面に形成された貫通孔２０９とを位置合わせする。そして、容器７の脚部１４７を台座２０５に固定するためのボルト２０７を第１梁状部材１９３の貫通孔１９９から容器７の脚部１４７の貫通孔２０９に挿通して台座２０５に螺合または打ち込むことで容器７の固定と共に容器７の隣り合う２組の脚部１４７間に各々第１梁状部材１９３を固定する。
【０１２０】
固定された第１梁状部材１９３に、第１梁状部材１９３の延在方向に垂直に延在させて２本の第２梁状部材１９５と第３梁状部材１９７とを固定する。第３梁状部材１９７は、略Ｕ字形状またはみぞ形鋼形状に形成された棒体部分の平板状の底部が上に来るようにして、２本の第１梁状部材１９３の中央部間に延在させて図示していないボルトなどの固定手段を用いて第１梁状部材１９３に固定する。略Ｌ字形状または山形鋼形状の棒体である第２梁状部材１９５は、一方の平板状部分が上方に、他方の平板状部分が側方になるようにし、上方にある平板状部分が側方にある平板状部分から槽１６３に対して外側に張り出した状態にして、容器７の脚部１４７の内側で２本の第１梁状部材１９３の両端部間に延在させて図示していないボルトなどの固定手段を用いて第１梁状部材１９３に固定する。なお、第１梁状部材１９３の第２梁状部材１９５と第３梁状部材１９７に交わる部分には、各々、第２梁状部材１９５と第３梁状部材１９７の第１梁状部材１９３と嵌合する部分の幅に対応した切り込みを形成してあり、第１梁状部材１９３の切り欠きに第２梁状部材１９５と第３梁状部材１９７を嵌合させることで、第１梁状部材１９３に対して第２梁状部材１９５と第３梁状部材１９７を欠き打ち様に組み付けることができる。
【０１２１】
このように容器７の底部下方に取り付けられたフレーム１９１に槽１６３を短辺側から、第２梁状部材１９５と第３梁状部材１９７の延在方向に、第２梁状部材１９５と第３梁状部材１９７に摺接させて容器７の底部下方に挿入する。このとき、槽１６３の上面の開口周囲に形成されたフランジ１６５上に、所定の温度耐性を有する弾性材、例えばシリコンゴムなどで形成されたシール部材２１１を載置しておく。槽１６３が、容器７の底部の槽１６３を取り付ける位置に対応する位置に配置されたら、受け金具１７７、１７９、１８１の平板状の底部に形成された貫通孔１８３、１８５、１８７とこれらの貫通孔１８３、１８５、１８７に対応する位置にある第３梁状部材１９７に形成された貫通孔２０３、第２梁状部材１９５に形成された貫通孔２０１間にボルトを挿通する。
【０１２２】
槽１６３の短辺側側壁に設けられた受け金具１７７では、図１７に示すように、第３梁状部材１９７に形成された貫通孔２０３側から受け金具１７７の貫通孔１８３に向けてボルト２１３を挿通している。このとき、第３梁状部材１９７の貫通孔２０３の周囲部分を挟み込むナット２１５、２１７、そしてボルト２１３の軸の端部に螺合させるナット２１９と共に受け金具１７７の貫通孔１８３の周囲部分を挟み込む２つのナット２２１、２２３をボルト２１３に螺合させておく。
【０１２３】
第３梁状部材１９７の貫通孔２０３の周囲部分を挟み込むナット２１５、２１７を締め付けてボルト２１３を第３梁状部材１９７に固定する。槽１６３の長辺側側壁に設けられた受け金具１８１では、図１８に示すように、第２梁状部材１９５に形成された貫通孔２０１側から受け金具１８１の貫通孔１８７に向けてボルト２２５を挿通している。このとき、第２梁状部材１９５の貫通孔２０１の周囲部分をボルト２２５の頭部と共に挟み込むナット２２７、そしてボルト２２５の軸の端部に螺合させるナット２２９と共に受け金具１８１の貫通孔１８７の周囲部分を挟み込む２つのナット２３１、２３３をボルト２２５に螺合させておく。第２梁状部材１９５の貫通孔２０１の周囲部分を挟み込むボルト２２５の頭部とナット２２７とを締め付け、第２梁状部材１９５にボルト２２５を固定する。なお、受け金具１７９と第２梁状部材１９５との結合は、受け金具１８１と第２梁状部材１９５との結合の構成と同じである。
【０１２４】
この状態で、受け金具１７７の貫通孔１８３の下側に位置するナット２２１と、受け金具１７９、１８１の貫通孔１８５、１８７の下側に位置するナット２３１を各々回転させることで、槽１６３を容器７方向にジャッキアップし、シール部材２１１を介して槽１６３を容器７に押しつける。これにより、槽１６３が水密状態で容器７に取り付けられる。槽１６３のフランジ部１６５が均等に容器７の底部に押しつけられるように、ナット２２１とナット２３１を回転させたところで、ナット２２１とナット２３１の各々の下側にあるナット２２３とナット２３３を締め付け、ナット２２１とナット２３１の緩み止めとする。さらに、受け金具１７７の貫通孔１８３の上側に位置するナット２１９と、受け金具１７９、１８１の貫通孔１８５、１８７の上側に位置するナット２２９とを締め付け、槽１６３を固定する。このように、ボルト２１３、２２５、ナット２１５、２１７、２１９、２２１、２２３、２２７、２２９、２３１、２３３などはジャッキ機構を構成している。
【０１２５】
このようにして槽１６３を容器７の底部に取り付けた後、図１０に示すように、槽１６３内の熱交換用管路１６９の連結部１７１に熱媒管路１３ａ、１３ｂを連結し、さらに、図１５及び図１６に示すように、膨張タンク１５７を設置した位置に最寄りの連結管１７５に膨張タンク用管路１５５を介して接続する。膨張タンク用管路１５５には、ステンレス製のフレキシブル管などを適宜用いている。膨張タンク１５７には、透明な窓２３５が設けられているものを用いれば、槽１６３内に満たす第２の熱媒の容量を確認でき、第２の熱媒の補充時期などを知ることができる。なお、使用しない連結管路１７５は、水密に閉塞しておく。膨張タンク１５７を介して、槽１６３内に第２の熱媒、例えば水とプロピレングリコールやエチレングリコールなどの不凍液との混合物に防錆剤を加えたもの、不凍液、シリコンオイルなどを適宜満たす。このとき、第２の熱媒が容器７の底面にできるだけ広い面積で接触するように第２の熱媒を充填し、第２の熱媒と容器７との間に空気の層が形成されないようにする。なお、膨張タンク１５７内には、槽１６３内の圧力変動を吸収するために気相部分を残しておく。また、第２の熱媒は、槽１６３を形成した材料の特性に応じて、防錆の必要の有無などを考慮して選択する。
【０１２６】
容器７や容器７内の液化ガスを加熱する必要がある場合には、熱源機１１で加熱された第１の熱媒を加熱器１４１の槽１６３内の熱交換用管路１６９内を通流させる。このとき、熱源機１１で加熱された第１の熱媒の熱が槽１６３内に満たされた第２の熱媒を介して容器７に伝わることにより、容器７内の液化ガスが加熱される。
【０１２７】
このように本実施形態の加熱器１４１では、加熱器１４１の槽１６３内の熱交換用管路１６９内を通流する加熱された第１の熱媒の熱が、槽１６３内に満たされた第２の熱媒を介して容器７に伝熱され、容器７や容器７内の液化ガスを加熱する。したがって、電気機器などを必要とする加熱器を用いずに容器７を加熱できるので、液化ガスを収容する容器７に設置される場合、つまりガス蒸気危険場所に設置される場合であっても防爆構造に対応する必要がない。さらに、加熱器１４１の取り付けは、加熱器１４１の槽１６３を容器３の底部下方に配置し、ジャッキ機構で槽１６３を上方に移動させることで、圧力容器である容器７の底部に槽１６３の開口周囲をシール部材２１１により密着させることで行える。つまり、ジャッキ機構であるボルト２１３、２２５、ナット２１５、２１７、２１９、２２１、２２３、２２７、２２９、２３１、２３３などで槽１６３を上方に移動させ、容器７の底部に槽１６３を密着させることで加熱器１４１の取付が行える。このため、圧力容器である容器７の加工なしに加熱器１４１を容器７に取り付けることができる。すなわち、ガス蒸気危険場所に設置される場合であっても防爆構造に対応する必要がなく、かつ圧力容器側の加工なしに取り付けることができる。
【０１２８】
さらに、加熱器１４１は、容器７の加工なしに取り付けることができるので、新たに設置する液化ガス供給装置に限らず、既に設置されている液化ガスを収容する容器に設置することもできる。また、槽１６３に連通する膨張タンク１５７を有しているため、槽１６３内の熱交換用管路１６９を通流する第１の熱媒の熱により、槽１６３内に充填された第２の熱媒が膨張しても、その圧力を槽１６３に連通する膨張タンク１５７に逃がすことができる。つまり、槽１６３内の圧力変動を膨張タンク１５７で吸収することができるので、槽１６３と容器７の底部との密着部分からの槽１６３内に満たされた第２の熱媒の漏洩を防ぐことができる。
【０１２９】
加えて、本実施形態の加熱器１４１は、槽１６３が取り付けられる容器７を支持する複数の脚部１４７を台座２０５に固定するためのボルト２０７によって脚部１４７と共に固定される第１梁状部材１９３、第１梁状部材１９３の中央部間に固定された第３梁状部材１９７、そして第１梁状部材１９３の両端部間に固定された第２梁状部材１９５からなるフレーム１９１を備えている。したがって、槽１６３を容器７の底部下方に配置するとき、槽１６３を容器７の底部側方からフレーム１９１の第２梁状部材１９５と第３梁状部材１９７上を滑らせることで容易に槽の配置が行える。さらに、フレーム１９１がジャッキ機構となるボルト２１３、２２５の固定のための台を兼ねるため、加熱器の構成を簡素化できる。また、フレーム１９１は、容器７を支持する複数の脚部１４７を台座２０５に固定するためのボルト２０７によって、脚部１４７と共に固定されているため、地震などによって、加熱器１４１が容器７から外れるのを防ぐことができる。
【０１３０】
さらに、本実施形態の液化ガス供給装置１３９では、容器７を加工することなしに、容器７に電気機器などを使用しない加熱器１４１を取り付けることができる。したがって、容器７の耐圧性能や防爆対策などに影響を与えることなく加熱器１４１を取り付けることができるため、安全性を向上できる。
【０１３１】
加えて、本実施形態の加熱器１４１では、加熱器１４１の槽１６３内の熱交換用管路１６９内を通流する加熱された第１の熱媒の熱が、槽１６３内に満たされた第２の熱媒を介して容器７に伝熱され、容器７や容器７内の液化ガスを加熱する。したがって、第１の熱媒と第２の熱媒に異なる熱媒を用いることができ、例えば、上記のように第２の熱媒にプロピレングリコールを含む熱媒や、防錆剤を含む溶液を用いることによって、容器７の底面の腐蝕を防止することができる。
【０１３２】
また、第１の熱媒の熱を第２の熱媒を介して容器７に伝えることにより、第１の熱媒の温度で直接容器７を加熱する場合よりも加熱温度の制御が容易になる。例えば法規制などにより定められた上限温度４０℃以下で容器７を加熱しなければならない場合、市販の給湯器を熱源機１１として使用し、第１の熱媒の温度で直接容器７を加熱すると、この給湯器で加熱した第１の熱媒となる水の温度が約６０℃となるため、法規制に適合しない。このため、本実施形態の加熱器１４１を使用しないと、第１の熱媒よりも低温の熱媒を第１の熱媒に混入させると言ったような第１の熱媒の温度を４０℃以下に低下させるための温度制御機構が必要になる。しかし、本実施形態では、第２の熱媒を介して容器７を加熱しているため、第１の熱媒が約６０℃であっても、第１の熱媒から第２の熱媒への伝熱効率を調整することによって、容器７を加熱する第２の熱媒の温度を４０℃以下にすることができる。伝熱効率は、第２の熱媒の組成や、第１の熱媒が通流する熱交換用管路１６９と第２の熱媒との接触面積、第１の熱媒の流量などで容易に調整できる。
【０１３３】
さらに、第１の熱媒を直接槽１６３内に通流させた場合、熱源機１１の取りつけられた高さや、熱媒管路１３ａの配管の高さなどによって、槽１６３に加わる圧力、つまり槽１６３と容器７との密着部分にかかる圧力が決まる。これに対して、本実施形態では、槽１６３の側方に設置された膨張タンク１５７内の液面の高さによって槽１６３に加わる圧力、つまり槽１６３と容器７との密着部分にかかる圧力が決まる。したがって、本実施形態では、第１の熱媒を直接槽１６３内に通流させた場合に比べ、槽１６３に満たされる熱媒の液面位置を低くすることができるため、槽１６３と容器７との密着部分にかかる圧力を低減できる。加えて、第２の熱媒は第１の熱媒よりも温度が低くなることによっても、第１の熱媒を直接槽１６３内に通流させた場合に比べて槽１６３と容器７との密着部分にかかる圧力を低減できる。これにより、槽１６３と容器７との密着部分からの熱媒の漏洩を防ぐことができ、また、槽と容器７との密着部分の耐圧能力を低くすることができ、加熱器の構成を簡素化できる。
【０１３４】
また、本実施形態では、第１の梁状部材である第１梁状部材１９３と、第２の梁状部材である第２梁状部材１９５及び第３梁状部材１９７とでフレーム１９１を構成しているが、第２の梁状部材は、槽１６３をガイドできればよいので、少なくとも２本、つまり第２梁状部材１９５だけにすることもできる。
【０１３５】
また、本実施形態では、ジャッキ機構としてボルト２１３、２２５、ナット２１５、２１７、２１９、２２１、２２３、２２７、２２９、２３１、２３３などからなるジャッキ機構を用いているが、油圧ジャッキや空気圧ジャッキなどを用いることもできる。ただし、ボルト２１３、２２５、ナット２１５、２１７、２１９、２２１、２２３、２２７、２２９、２３１、２３３などからなるジャッキ機構を用いれば、安価にでき、また、ジャッキ機構の構造を簡素化できる。
【０１３６】
また、本実施形態では、槽１４１内に第２の熱媒を充填したが、伝熱性を有する固体状またはゲル状の部材などを充填することもできる。また、本実施形態では、加熱器１４１の熱交換用管路１６９に通流される第１の熱媒は、熱源機１１で加熱されたものであるが、マイクロガスタービン１７の廃熱で加熱した熱媒など様々な方法で加熱した熱媒を通流させることができる。
【０１３７】
また、本実施形態では、容器７は、外気に曝された状態で設置されているが、容器７の底部に取りつけた加熱器１４１で容器７内の液化ガスを加熱する場合、容器７が外気に曝された状態にあると、外気温度の変化や風の影響により放熱し、容器７内の温度が変動して十分な効率で液化ガスを加熱できない場合がある。このような問題が生じる場合には、以下に説明するようなカバーを容器７に取りつけることで、液化ガスの加熱効率を向上することができる。
【０１３８】
すなわち、カバー２３７は、図１９及び図２０に示すように、容器７、容器７の脚部１４７、そして容器７の底部に取り付けられた加熱器１４１を覆うように取りつけられている。カバー２３７と容器７との間には、隙間２３９が形成されている。カバー２３７は、ケース９１部分を除いて容器７の略円筒状の中央部、脚部１４７、そして加熱器１４１の長辺側側壁を覆う中央部カバー部２４１、容器７の略半球状の両端部と加熱器１４１の短辺側側壁を覆う２つの端部カバー部２４３で構成されている。中央部カバー部２４１は、容器７の中央部の形状に対応する略円筒形状に形成されており、上部にケース９１の外形と同じ開口２４４が形成されており、カバー２３７を容器７に取り付けたとき、開口２４４にケース９１が挿通される。中央部カバー部２４１の下部には、容器７の脚部１４７と加熱器１４１の長辺側側壁を覆うため、脚部１４７と加熱器１４１の長辺側側壁の形状に合わせた形状に成形された裾部分２４５が形成されている。また、中央部カバー部２４１の内面には、図２１に示すように、開口２４４と裾部分２４５との間に上下方向に延在させて帯状部材２４７が等間隔で３本取りつけられている。帯状部材２４７は、断熱材で形成されており、帯状部材２４７が容器７に当接することで、カバー２３７と容器７との間の隙間２３９を形成している。なお、図２１は、中央部カバー部２４１の片側半分のみを図示している。
【０１３９】
端部カバー部２４３は、図２０に示すように、容器７の端部の形状に対応する半球状の部分とこの半球状の部分に連なる円筒状の部分とで形成されており、半球状の部分には、左右対称に２つずつ、計４つの貫通孔２４９が形成されている。端部カバー部２４３の下部には、加熱器１４１の短辺側側壁を覆うための裾部分２５１が形成されている。端部カバー部２４３の裾部分２５１には、加熱器１４１の短辺側側壁に設けられている連結管１７５と干渉しないように切り欠き２５３が形成されている。また、端部カバー部２４３の円筒状の部分の内面には、図１９に示すように、リング状部材２５５が取りつけられている。リング状部材２５５は、断熱材で形成されており、リング状部材２５５が容器７に当接することで、カバー２３７と容器７との間の隙間２３９を形成している。
【０１４０】
このようなカバー２３７を設ければ、カバー２３７により外気温度や風が直接容器７に影響して容器７が放熱するのを防ぐことができ、さらに、加熱器１４１からの熱で暖められた空気がカバー２３７と容器７との隙間２３９内を上昇し容器７を保温することができる。したがって、容器７内の液化ガスの加熱器１４１による加熱効率を向上することができる。さらに、カバー２３７を設けると、容器７の外側表面から熱が放出される場所は、カバー２３７によって保温されていない容器７のケース９１内の表面部分となる。このため、容器７からの熱により、ケース９１内に配設されたガス管路８、８ａ、８ｂ、第１圧力調整器１４９、第２圧力調整器１５１などが保温されることになる。したがって、ケース９１内に配設されたガス管路８、８ａ、８ｂ、第１圧力調整器１４９、第２圧力調整器１５１などで気相の液化ガスの再液化をし難くできる。
【０１４１】
なお、帯状部材２４７やリング状部材２５５の数、貫通孔２４９の数などは適宜増減することができる。また、帯状部材２４７やリング状部材２５５などを取りつけるのに代えて、中央部カバー部２４１や端部カバー部２４３自体を凹凸形状に成形して容器７側に突出したリブ状の部分を形成し、このリブ状の部分が容器７に当接させた構成にすることもできる。
【０１４２】
また、本発明に係る加熱器は、本実施形態の構成の液化ガス供給装置１３９に限らず、様々な構成の液化ガス供給装置に取り付ける加熱器に適用できる。さらに、液化ガス供給装置で用いる加熱器に限らず、ガス蒸気危険場所に設置される様々な圧力容器に取り付ける加熱器に適用することができる。
【０１４３】
また、第１乃至第５の実施形態では、熱源機１１または補助ボイラ７１に容器７内の気相の液化ガスを供給する構成を示したが、熱源機１１または補助ボイラ７１には、容器７以外の燃料供給源から液化ガスなどの燃料を供給する構成にすることもできる。さらに、容器７から供給される気相の液化ガスは、マイクロガスタービン１７や熱源機１１などに限らず、例えば厨房などに設置されたガスレンジやガスオーブンなどの液化ガスを利用する様々な機器や装置類に供給することができる。
【０１４４】
また、第１乃至第５の実施形態では大容量のバルク貯留容器である容器７を例として説明したが、それに限定されることなく、本発明は、より小容量のシリンダー型のガスボンベ、またはより大容量のバルク貯留リザーバーなどにも適用可能である。さらに、第１乃至第５の実施形態では、略円筒状の容器を横向きに設置した容器７を一例として説明したが、本発明は、略円筒状の容器を縦向きに設置した場合、例えば、図２２に示すような容器２５７などにも適用できる。なお、図２２では、容器２５７の底部に第５の実施形態で示した加熱器１４１を設けた例を示している。
【０１４５】
また、本発明では、液化ガス加熱手段として容器の外部に取り付ける加熱器を用いる場合は、液化ガスを収容する容器を新たに設置せず、既に設置されている容器を利用することもできる。さらに、熱媒加熱手段として給湯器などを用いる場合は、新たに給湯器などを設置せず、既に設置されている給湯器を利用することもできる。
【０１４６】
また、本発明は、第１乃至第５の実施形態の液化ガス供給装置の構成に限らず、様々な構成、例えば第１乃至第５の実施形態の各構成要素を適宜組み合わせた構成の液化ガス供給装置などに適用することができる。さらに、マイクロガスタービンに限らず、所定の圧以上の気相の液化ガスを利用する機器や装置類、例えばレシプロエンジン型の発電機や燃料電池などに気相の液化ガスを供給する様々な構成の液化ガス供給装置に適用することができる。
【０１４７】
例えば燃料電池は、原理的には水の電気分解と逆プロセスにより、酸素及び水素を用いて電気を発生する。構造的には、電解質を介した２種の電極を用い、正極に酸素、負極に水素を外部から供給するとともに、生成物である水を逐次外部に除去するようにしている。水素の供給方法としては、ＬＰガスに水蒸気を混合して加熱することによって、ＬＰガスを改質することが提案されており、そのために反応に必要な所定圧力を確保する観点及び改質プロセスに伴う圧力損失の観点から、所定圧力以上の圧力のＬＰガスが必要となる。このとき、マイクロガスタービンの場合と同様に、本発明の高圧ＬＰガス供給システムによれば、効率的かつ安価に所定圧力以上の圧力でＬＰガスを供給することが可能となる。
【０１４８】
【発明の効果】
本発明によれば、所定の圧力以上で気相の液化ガスを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第１の実施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。
【図２】マイクロガスタービンの概略構成を示す図である。
【図３】本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第１の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図４】本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第２の実施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。
【図５】本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第２の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図６】本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第３の実施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。
【図７】図６のVII−VII線からの矢視図である。
【図８】本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第４の実施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。
【図９】本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第３及び第４の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図１０】本発明を適用してなる液化ガス供給装置の第５の実施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。
【図１１】本発明を適用してなる加熱器の一実施形態の槽の概略構成を示す正面図である。
【図１２】本発明を適用してなる加熱器の一実施形態の槽の概略構成を示す側面図である。
【図１３】本発明を適用してなる加熱器の一実施形態の槽の概略構成を示す平面図である。
【図１４】本発明を適用してなる加熱器の一実施形態のフレームの概略構成を示す容器の底面図である。
【図１５】本発明を適用してなる加熱器を容器に取り付けた状態を示す正面図である。
【図１６】本発明を適用してなる加熱器を容器に取り付けた状態を示す側面図である。
【図１７】図１６の破線で囲ったＡ部分の拡大図である。
【図１８】図１７のXVIII−XVIII線からみた矢視図である。
【図１９】容器に容器を覆うカバーを取りつけた状態を示す正面図である。
【図２０】容器に容器を覆うカバーを取りつけた状態を示す側面図である。
【図２１】図２０のXXI−XXI線からの矢視図である。
【図２２】容器の一変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
７ 容器
１３ａ、１３ｂ 容器加熱用熱媒管路
１７ マイクロガスタービン
１９ 遮断弁
６３ 液化ガス供給装置
６４、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ ガス管路
６５ 加熱器
６７ 温度センサ
６９ 吸収式冷凍機
７１ 補助ボイラ
７３ ポンプ

Claims (5)

1. 液化ガスを液相部及び気相部の２相状態で収容する容器と、該容器内の気相部に連通するガス管路と、前記容器内の液化ガスを加熱する加熱器と、該加熱器を経由して第１の熱媒を循環させる循環流路と、前記第１の熱媒を加熱する熱媒加熱手段と、前記容器内又は前記ガス管路に流入した前記気相の液化ガスの圧力又は温度を検知する検知手段と、該検知手段によって検出した圧力又は温度に応じて前記熱媒加熱手段を制御して、前記加熱器による前記容器内の液化ガスの加熱を制御する液化ガス加熱制御手段とを有し、前記加熱器は、上面が開口された槽と、該槽に内包されて加熱された第１の熱媒が通流する前記循環流路の一部を形成する熱交換用管路と、前記開口の周囲に載置され、前記容器の外面に前記開口の周囲を密着させる弾性を有するシール部材とを有し、前記槽内には、前記加熱された第１の熱媒の熱によって加熱される第２の熱媒が満たされ、該槽に連通させて前記第２の熱媒が充填された膨張タンクを有し、該膨張タンク内の前記第２の熱媒は、液面が前記シール部材の密着部分よりも高い位置に、かつ気相部を残して充填されてなる液化ガス供給装置。
2. 液化ガスを液相部及び気相部の２相状態で収容する容器と、該容器内の気相部に連通するガス管路と、前記容器内の液化ガスを加熱する加熱器と、該加熱器を経由して加熱された第１の熱媒を循環させる循環流路と、前記容器内又は前記ガス管路に流入した前記気相の液化ガスの圧力又は温度を検知する検知手段と、該検知手段によって検出した圧力又は温度に応じて前記加熱器による前記容器内の液化ガスの加熱を制御する液化ガス加熱制御手段とを有し、前記加熱器は、上面が開口された槽と、該槽に内包されて加熱された第１の熱媒が通流する前記循環流路の一部を形成する熱交換用管路と、前記開口の周囲に載置され、前記容器の外面に前記開口の周囲を密着させる弾性を有するシール部材とを有し、前記槽内には、前記加熱された第１の熱媒の熱によって加熱される第２の熱媒が満たされ、前記槽に連通させて前記第２の熱媒が充填された膨張タンクを有し、該膨張タンク内の前記第２の熱媒は、液面が前記シール部材の密着部分よりも高い位置に、かつ気相部を残して充填されてなる液化ガス供給装置。
3. 前記容器は複数の脚部によって台座に固定され、前記各脚部を台座に固定するためのボルトによって前記複数の脚部間に固定される少なくとも２本の第１の梁状部材と、該第１の梁状部材に交わる方向に該第１の梁状部材間に固定される少なくとも２本の第２の梁状部材を有し、前記加熱器は、前記槽を上方に押し上げるジャッキ機構を備え、該ジャッキ機構は、複数のボルトと該ボルトに螺合されるナットとで構成され、前記複数のボルトの一端側は、前記第１の梁状部材及び前記第２の梁状部材のいずれかに固定され、前記複数のボルトの他端側は、前記加熱器の槽の開口の周囲に固定され、前記槽の開口の周囲を上方に押し上げることで該槽を上方に押し上げ、該槽の開口の周囲を、前記シール部材を介して前記容器の底部に均等に押し付けていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液化ガス供給装置。
4. 前記気相の液化ガスを燃料として燃焼を行う機器又は装置が停止しているときには、前記ガス管路内の液化ガスの通流を、前記ガス管路の前記容器との連通部側で遮断するガス遮断手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液化ガス供給装置。
5. 前記加熱器の温度を検出するための温度検出手段を有し、前記液化ガス加熱制御手段は、前記検知手段によって検出した圧力又は温度に加え、前記温度検出手段によって検出した前記加熱器の温度に応じて前記容器内の液化ガスの加熱を制御してなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液化ガス供給装置。

Images