JP4273680B2 - 液化ガス気化装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルク貯槽に貯留しているプロパンガスなどの液化ガスを気化させて、給湯機や暖房機等のガス消費機器に供給する液化ガス気化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の液化ガス気化装置として、従来は、特開平10−26298号公報に記載されているような構成のものが使用されている。図8は、前記公報に記載された従来の液化ガス気化装置の構成を示す説明図である。
【0003】
1は液化ガス2を収容しているバルク貯槽で、熱交換器3を内部に配置した構成となっている。熱交換器3は、バルク貯槽1の外部に配置している電気ヒータ等の発熱手段4の発熱によって熱媒体を加熱し、加熱した熱媒体をポンプ5によって熱交換器3に搬送して、バルク貯槽1内の液相の液化ガス2を加熱気化させている。
【0004】
また制御部8は、バルク貯槽1に設けている温度センサー6と、圧力センサー7が検知した値が所定値以上になった時に熱交換器3への熱媒体の搬送を停止する。すなわち、温度センサー6が検知する液化ガス2の温度と、圧力センサー7が検知するバルク貯槽1内の気相部の圧力が異常等によって所定値よりも高くなったときには、熱交換器3への熱媒体の搬送を停止することによって安全を確保しているものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、電力消費が大きく効率が悪いという課題を有している。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液化ガスを貯留するバルク貯槽と、前記バルク貯槽内の液相の液化ガス部分から配管接続される減圧手段と、前記減圧手段を入口側に接続して外気熱で加熱する第1蒸発器と、発熱手段を有する液溜容器の入口側に前記第1蒸発器を接続し、出口をガス使用機器に接続する第2蒸発器と、前記第1蒸発器と前記第2蒸発器の運転を制御する制御装置とを構成要件として備えた液化ガス気化装置としている。
【0007】
バルク貯槽内の液化ガスを減圧手段で減圧し、外気温度より低くした状態で第1蒸発器に送り、第1蒸発器で外気熱を用いて蒸発気化させるとともに、発熱手段を有する第2蒸発器を使用して、第1蒸発器が気化しきれなかった液化ガスを気化させるようにして、液化ガスの気化のために必要な電力を著しく低減でき、また、外気温度が低い状況でも安定して安全に燃料ガスを供給することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載した発明は、液化ガスを貯留するバルク貯槽と、前記バルク貯槽内の液相の液化ガス部分から配管接続される減圧手段と、前記減圧手段を入口側に接続して外気熱で加熱する第1蒸発器と、発熱手段を有する液溜容器の入口側に前記第1蒸発器を接続し、出口をガス使用機器に接続する第2蒸発器と、前記第1蒸発器と前記第2蒸発器の運転を制御する制御装置とを構成要件として備えた液化ガス気化装置としている。
【0009】
バルク貯槽内の液化ガスを減圧手段で減圧し、外気温度より低くした状態で第1蒸発器に送り、第1蒸発器で外気熱を用いて蒸発気化させるとともに、発熱手段を有する第2蒸発器を使用して、第1蒸発器が気化しきれなかった液化ガスを気化させるようにして、液化ガスの気化のために必要な電力を著しく低減でき、また、外気温度が低い状況でも安定して安全に燃料ガスを供給することができる。
【0010】
請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した構成に加え、第2蒸発器は、第2蒸発器内の液相の液化ガスの量を検知する液量検知手段と、前記液量検知手段の検知量に応じて開閉する出口開閉弁とを備えた構成の液化ガス気化装置としている。
【0011】
液量検知手段と、液量検知手段の検出値に応じて開閉する出口開閉弁とを備えたことによって、異常状態によって液相の液化ガスが第2蒸発器内に溜まったような場合に、出口開閉弁が回路を閉止すように作動して、液相の液化ガスが直接にガス消費機器へ流入することを防止できる。
【0012】
請求項3に記載した発明は、請求項1または2に記載した構成に加え、第2蒸発器は、底部にバルク貯槽と接続する開閉弁を有する液戻り管を備えた構成の液化ガス気化装置としている。
【0013】
第2蒸発器の底部とバルク貯槽とを接続する開閉弁を有する液戻り管を設けたことによって、第2蒸発器に溜まった未気化状態の液化ガスをバルク貯槽に戻すことができる。また、バルク貯槽内の圧力が十分に高い場合は、バルク貯槽内の気相部の液化ガスを液戻り管を使用して第2蒸発器から直接ガス消費機器へ供給することができる。さらにバルク貯槽内の圧力が異常上昇した時は、第1蒸発器で液化ガスを冷却して、液戻し管からバルク貯槽に低温の液化ガスを戻すようにして、バルク貯槽内を冷却して圧力を下げることができる。
【0014】
請求項4に記載した発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載した構成に加え、第2蒸発器は液化ガスの圧力を検知する圧力検知手段を有し、バルク貯槽は安全弁を備えた構成の液化ガス気化装置としている。
【0015】
第2蒸発器に設けた圧力検知手段と、バルク貯槽に設けた安全弁とを備えたことにより、ガス消費機器の運転を急に停止した時に発生する圧力の急上昇を、第2蒸発器内の圧力検知手段で検知し、液戻り管に設けた開閉弁を開放して第2蒸発器内の圧力を低下させるとともに、バルク貯槽内の圧力が異常上昇した時は安全弁で外部にガスを放出することにより、装置の破損を防止することができる。
【0016】
請求項5に記載した発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載した構成に加え、第2蒸発器は、バルク貯槽の気相部と第2蒸発器の出口側配管とを接続する流路切換手段を有するバイパス配管を備えた構成の液化ガス気化装置としている。
【0017】
バルク貯槽の気相部と第2蒸発器の出口側配管とを接続する流路切換手段を有するバイパス配管を備えたことによって、バルク貯槽内の圧力が十分に高い時は、バイパス配管に設けた流路切換手段をバルク貯槽の気相部と消費機器とを直接接続するように切り換えて運転し、また、バルク貯槽内の圧力が低くなって十分な量の液化ガスを供給できなくなった時は、第1蒸発器と第2蒸発器を経由するように流路を切り換えて運転することにより、液化ガスを蒸発気化させるためのエネルギーを大幅に低減することができる。
【0018】
請求項6に記載した発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載した構成に加え、第2蒸発器は、加熱手段との間に設けた高温で溶融する伝熱板を備えた構成の液化ガス気化装置としている。
【0019】
加熱手段に異常が生じて温度が異常に上昇した場合、伝熱板を溶解して第2蒸発器と加熱手段との間に隙間を生じさせて、加熱手段の発熱が第2蒸発器に伝達されることを防止して、安全を確保できる液化ガス気化装置としている。
【0020】
請求項7に記載した発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載した液化ガス気化装置と、制御装置に運転開始と運転停止の信号を送ると共に、制御装置から圧力異常を示す信号を受けると警報を発する遠隔操作装置とを構成要件として備えた液化ガス気化装置としている。
【0021】
遠隔制御装置によって、装置の動作開始と動作停止を指示することができ、制御装置から圧力異常などの警報信号を受けて警報を発するようにして、使用者に異常の発生を報知でき、安全性を確保した液化ガス気化装置としている。
【0022】
【実施例】
(実施例1)
図1は、本発明の第1の実施例である液化ガス気化装置の構成を示すブロック図である。本実施例の液化ガス気化装置は、液化ガスを貯留するバルク貯槽1と、配管30によってバルク貯槽1内の液相部に接続した減圧手段9と、減圧手段9に接続した第1蒸発器11および第2蒸発器13と、前記第1蒸発器11と第2蒸発器13の運転を制御する制御装置8とを備えている。
【0023】
前記減圧手段9は、本実施例では膨張弁を使用している。また前記第1蒸発器11と第2蒸発器13とは、減圧手段9によって断熱膨張させた液化ガスを気化させて、気相の液化ガスとするように作用するものである。第1蒸発器11は、外気を送風する送風ファンによって構成した蒸発冷却器10を有している。また第2蒸発器13は、本実施例では金属筐体の底部に設けた発熱手段4を有している。前記制御装置8は、この蒸発冷却器10と、発熱手段4の通電を制御している。
【0024】
前記第1蒸発器11と第2蒸発器12を通って気化した液化ガスは、配管31によってガス使用機器14に供給されている。、
以上のように構成された液化ガス気化装置について、以下その動作、作用を説明する。バルク貯槽1内に貯留されている液化ガス2は、減圧手段9で減圧されて断熱膨張し、外気温度より低くなって第1蒸発器11に送られる。第1蒸発器11は蒸発冷却器10を有しており、制御装置8の指示によって蒸発冷却器10が運転されている。このため、蒸発冷却器10が送風する外気が第1蒸発器11に接触している。このため、第1蒸発器11内では、液化ガスが気化される。
【0025】
前記第1蒸発器11から気化した液化ガスと、未気化状態の液化ガスは、第2蒸発器13に入る。第1蒸発器11で未気化状態の液化ガスが生ずる場合は、外気温度が著しく低い時またはガス消費機器14での液化ガスの消費量が著しく多い時である。
【0026】
第2蒸発器13では、ヒータ等によって構成した発熱手段4を筐体の外部に設けている。この発熱手段4も、前記制御装置8の指示によって通電されている。従って、第2蒸発器13に入った未気化状態の液化ガスを含む液化ガスは、十分気化される。
【0027】
第2蒸発器13から出た気化した液化ガスは、配管31を通ってガス消費機器14に送られる。
【0028】
このようにして、ガス消費機器14は、外気温度が低温となっていても、十分な気相の液化ガスの供給を受けることができるものである。
【0029】
以上のように本実施例においては、先ず外気を熱源とする第1蒸発器11で、液化ガスを蒸発気化させて、第1蒸発器11で気化されなかった液相の液化ガスを第2蒸発器13で電気ヒータなどで構成した発熱手段4を使用して気化するようにしている。このため、液化ガスの気化に必要とする電力等のエネルギーは、著しく低減できるものである。また、外気温度が低い状態であっても、第2蒸発器13に備えている発熱手段4を使用することによって、安定した液化ガスの気化を行うことができるものである。
【0030】
なお本実施例では、発熱手段4としてヒータを使用しているが、ガスあるいは石油等の燃料を燃焼させた燃焼熱を用いる構成としても支障はないものである。
【0031】
(実施例2)
続いて本発明の第2の実施例について説明する。図2は、本発明の第2の実施例である液化ガス気化装置の構成を示すブロック図である。
【0032】
本実施例では、第2蒸発器13に、第2蒸発器13を構成する液溜容器12内の液量を検知する液面センサーなどによって構成した液量検知手段15と、第2蒸発器13の出口に設けた出口開閉弁16とを有している。前記液量検知手段15の液量の情報は制御装置8に伝達されており、制御装置8はこの液量が基準値を維持するように、出口開閉弁16の開閉度を制御している。
【0033】
以上のように構成された燃料供給装置について、以下その動作、作用を説明する。外気の温度が極めて低い、あるいはガス諸費機器14が極めて大量にガスを使用している等によって、第2蒸発器13による液化ガスの気化量が不足する場合には、第2蒸発器13内に未気化状態の液相の液化ガスが溜まる。
【0034】
本実施例では、この液相の液化ガスの量を液量検知手段15で検知しており、この液相の液化ガスの量が一定の値を超えて増加したときには、出口開閉弁16を閉止するようにして液相の液化ガスがガス消費機器14に送られることを防止している。すなわち、安全を確保した液化ガス気化装置としているものである。
【0035】
以上のように本実施例においては、外気の異常低温状態やガス消費機器14での異常に大量なガスの使用状態が発生した場合でも、液量検知手段15で異常を検知して制御装置8で出口開閉弁16を閉止することにより安全を確保できる液化ガス気化装置とできるものである。
【0036】
(実施例3)
続いて本発明の第3の実施例について説明する。図3は、本実施例の液化ガス気化装置の構成を示すブロック図である。
【0037】
本実施例では、第2蒸発器13を構成する液溜容器12の低部と、バルク貯槽1とを接続する液戻り管17を使用している。液戻り管17には、制御装置8が開閉制御する開閉弁18を配置している。
【0038】
以上のように構成された燃料供給装置について、以下その動作、作用を説明する。
【0039】
第2蒸発器13の液溜容器12に溜まった未気化状態の液相の液化ガスは、開閉弁18を開放することにより、液戻り管17を通してバルク貯槽1に戻るものである。
【0040】
また、バルク貯槽1内の圧力が十分に高い場合は、開閉弁18を開放すると、バルク貯槽1内の気相部の液化ガスが液戻り管17から直接第2蒸発器13に供給される。このため、ガス消費機器14に素早く気相の液化ガスを供給できる。
【0041】
また、バルク貯槽1内の圧力が異常上昇した時は、液戻り管17の開閉弁18を開放して、第1蒸発器11で高温の液化ガスを冷却して、低温とした液化ガスをバルク貯槽1に戻すようにして、バルク貯槽1内を冷却して圧力を下げることができる。
【0042】
以上のように本実施例においては、液戻り管17と開閉弁18を設けることにより、液溜容器12から液をバルク貯槽1にもどすことができ、液溜容器12が液で満たされて破損することを防止できる。またバルク貯槽1内液化ガスが十分な気化熱量を保有している時などは、バルク貯槽1内の気相から第1蒸発器11を介さずに直接第2蒸発器13からガス消費機器14へ気化した液化ガスを供給することができる。さらに第1蒸発器11を冷却器として動作させて液化ガス2を循環させることができるので、異常圧力上昇時の圧力を低減することができる。また、第1蒸発器11に霜が付着して蒸発能力が著しく低下した場合は、第2蒸発器13の発熱手段4で加熱して霜を溶かすことができる。
【0043】
(実施例4)
続いて本発明の第4の実施例について説明する。図4は、本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、第2蒸発器13に圧力検知手段19を設けており、バルク貯槽1に安全弁20を設けている。
【0044】
以上のように構成された燃料供給装置について、以下その動作、作用を説明する。ガス消費機器14が、例えば運転を急停止した時には、第2蒸発器内13内では圧力が急上昇する。圧力検知手段19が検知する圧力情報から、制御装置8が異常状態の発生を認識すると、液戻り管17に設けた開閉弁18を開放して第2蒸発器13内の圧力を低下させる。また、バルク貯槽1内の圧力が異常上昇した時は、安全弁20で外部にガスを放出させている。
【0045】
以上のように本実施例においては、圧力検知手段19と安全弁20とを設けたことにより、第2蒸発器13内の圧力上昇を検知して圧力を低下させるとともに、バルク貯槽1内の圧力が破壊圧に近づいたときには、ガスを外部に放出することにより装置の破損および爆発を未然に防止することができ、安全を確保した液化ガス気化装置を実現するものである。
【0046】
(実施例5)
続いて本発明の第5の実施例について説明する。図5は本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、バルク貯槽1の気相部と第2蒸発器13の出口側配管とを接続するバイパス配管21を設けている。このバイパス配管21には、流路切換手段22を設けている。
【0047】
以上のように構成された燃料供給装置について、以下その動作、作用を説明する。バルク貯槽1内の圧力が十分に高い時は、制御装置8で流路切換手段22をバイパス配管21側に切り換える。この状態では、バルク貯槽1の気相部とガス消費機器14とは直接接続されている。すなわち、減圧手段9,第1蒸発器11、第2蒸発器13を使用しない状態で、バルク貯槽1から気相の液化ガスを直接ガス消費機器14に供給するものである。
して運転し、一方、バルク貯槽1内の圧力が低くなって十分な量の燃料ガスを消費機器14に供給できなくなった時に、第1蒸発器11と第2蒸発器13を経由して液化ガスを蒸発気化させて消費機器14に供給することとなる。
【0048】
以上のように本実施例においては、バイパス配管21と、制御装置8で切り換える流路切換手段22とを設けることにより、バルク貯槽1から気相と液相を切り換えてとりだせるので、液化ガスの蒸発気化が必要な時だけ蒸発器で蒸発させて消費機器14に供給することができ、液化ガスを蒸発気化させるためのエネルギーを大幅に低減することができる。
【0049】
(実施例6)
図6は、本発明の第6の実施例の燃料供給装置の構成図である。
図6において、実施例1〜5の構成と異なるところは、第2蒸発器13の液溜容器12と発熱手段4との間にはんだのような高温で溶融する伝熱板23を設けた点である。
【0050】
以上のように構成された燃料供給装置について、以下その動作、作用を説明する。
【0051】
発熱手段4または制御装置8などに異常が生じて発熱手段4の温度が異常に上昇し高温になった場合、伝熱板23も高温になり溶融点を越えると溶解して液溜容器12と発熱手段4との間に隙間が生じ発熱手段4の熱を液溜容器12側に伝えなくなることとなる。
【0052】
以上のように本実施例においては、高温で溶融する伝熱板23を液溜容器12と発熱手段4との間にもうけたことにより、温度異常時に伝熱板23を溶解して隙間を設けて液溜容器12に熱を伝えなくすることにより、異常時においても第2蒸発器13の液溜容器12の破損および爆発を防止することができる。
【0053】
(実施例7)
図7は、本発明の第7の実施例の燃料供給装置の構成図である。
図7において、実施例1〜6の構成と異なるところは、
制御装置8から圧力異常などの警報信号を受けて警報を発するとともに制御装置8に運転開始と運転停止の信号を送り機器の発停を行う遠隔操作装置24を備えた点である。
【0054】
以上のように構成された燃料供給装置について、以下その動作、作用を説明する。
【0055】
燃料供給装置を屋外に消費機器14を室内に設置して使用する場合、遠隔操作装置24を消費機器14の近くに設置することにより、消費機器14を使用するときまたは停止するときに屋外の燃料供給装置までいって操作する必要がなく使用勝手が良い。さらに、燃料供給装置に、温度または圧力異常が発生した場合には燃料供給装置に設けた温度または圧力センサーの出力値を制御装置8を介して遠隔操作装置24におくり表示することで室内において運転の状況を確認することができるとともに、出力値が任意の値を超えた場合に警報を発することにより未然に事故をぼうしする事ができる。
【0056】
以上のように本実施例においては、遠隔操作装置24を設けたことにより、室内に設置した遠隔操作装置24で屋外に設置した燃料供給装置を運転停止することができるとともに、燃料供給装置の異常を室内の使用者に迅速に伝えることができる。
【0057】
【発明の効果】
以上のように、請求項1〜7に記載の発明によれば、外気を熱源とする第1蒸発器と電気ヒーターなどの発熱手段を有する第2蒸発器を設けているため、少ないエネルギーで経済的に液化ガスを蒸発気化させるとともに、安定した能力で安全に燃料ガスを消費機器に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における燃料供給装置の構成図
【図2】本発明の実施例2における燃料供給装置の構成図
【図3】本発明の実施例3における燃料供給装置の構成図
【図4】本発明の実施例4における燃料供給装置の構成図
【図5】本発明の実施例5における燃料供給装置の構成図
【図6】本発明の実施例6における燃料供給装置の構成図
【図7】本発明の実施例7における燃料供給装置の構成図
【図8】従来のの燃料供給装置の構成図
【符号の説明】
1 バルク貯槽
2 液化ガス
4 発熱手段
8 制御装置
9 減圧手段
10 蒸発冷却器
11 第1蒸発器
12 液溜容器
13 第2蒸発器
14 消費機器
15 液量検知手段
16 出口開閉弁
17 液戻り管
18 開閉弁
19 圧力検知手段
20 安全弁
21 バイパス配管
22 流路切換弁
23 伝熱板
24 遠隔操作装置
Claims (7)
- 液化ガスを貯留するバルク貯槽と、前記バルク貯槽内の液相の液化ガス部分から配管接続される減圧手段と、前記減圧手段を入口側に接続して外気熱で加熱する第1蒸発器と、発熱手段を有する液溜容器の入口側に前記第1蒸発器を接続し、出口をガス使用機器に接続する第2蒸発器と、前記第1蒸発器と前記第2蒸発器の運転を制御する制御装置とを備えた液化ガス気化装置。
- 第2蒸発器は、第2蒸発器内の液相の液化ガスの量を検知する液量検知手段と、前記液量検知手段の検知量に応じて開閉する出口開閉弁とを備えた請求項1に記載した液化ガス気化装置。
- 第2蒸発器は、底部にバルク貯槽と接続する開閉弁を有する液戻り管を備えた請求項1または2に記載した液化ガス気化装置。
- 第2蒸発器は液化ガスの圧力を検知する圧力検知手段を有し、バルク貯槽は安全弁を備えた請求項1から3のいずれか1項に記載した液化ガス気化装置。
- 第2蒸発器は、バルク貯槽の気相部と第2蒸発器の出口側配管とを接続する流路切換手段を有するバイパス配管を備えた請求項1から4のいずれか1項に記載した液化ガス気化装置。
- 第2蒸発器は、加熱手段との間に設けた高温で溶融する伝熱板を備えた請求項1から5のいずれか1項に記載した液化ガス気化装置。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載した液化ガス気化装置と、制御装置に運転開始と運転停止の信号を送ると共に、制御装置から圧力異常を示す信号を受けると警報を発する遠隔操作装置とを備えた液化ガス気化装置。
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