JP4320973B2 - 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、寒冷地での使用や冬場での使用においてもLPG等の液化石油ガスを安定して気化させることができる液化ガス気化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の液化ガス気化装置は、例えば図11に示すような構成になっている。すなわち、ボイラ1が加熱した温水が、媒体ポンプ2による圧送によって、入口配管3および媒体流入空間4を経て、バルク容器6の液相部7に配置している熱交換パイプ5に流入し、この液相部7を加熱することによって気化を促進させる構成となっているものである。
【0003】
前記従来の構成のものは、装置が大型になり構造も複雑で、設置性やメンテナンス性、応答性が悪くなるという問題があった。
【0004】
そこで、図示していないが、燃焼器を使用した発熱体を使用して、この発熱体の発熱を液化石油ガスが流れる熱交換器に供給するようにして、熱交換器を加熱することによって液化石油ガスを気化させる構成のものも開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記開発されているものの構成は、安全性を確保する上で課題を有している。
【0006】
すなわち、発熱体として燃焼器を使用しているため、気化した液化ガスが周辺部に存在したときに、この気化した液化ガスに引火することを防止するための構成が必要となり、構成が複雑になるという課題を有しているものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃焼器と、前記燃焼器の発熱を液化ガスに供給して液化ガスを気化する熱交換器とを備え、前記燃焼器の空気取り入れ口と排気口とに消炎器を設け、前記排気口に設けた消炎器は、遮熱手段を備えていることを特徴とした液化ガス気化装置としている。
【0008】
燃焼器の空気取り入れ口と排気口とに何かの原因で炎が発生したとしても、消炎器によってこの炎は消炎され、炎が内部に進入することのない、また、装置の内部で炎が発生しても、消炎器によってこの炎は消炎され、外部の可燃性のガスに引火することのない、安全な液化ガス気化装置としているものである。そして、排気口に設けた消炎器が遮熱手段を備えているため、排気側に設けている消炎器は、局部的な温度上昇を生ずることがなく、信頼性を更に向上した液化ガス気化装置としているものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載した発明は、燃焼器と、前記燃焼器の発熱を液化ガスに供給して液化ガスを気化する熱交換器とを構成要件として備え、前記燃焼器の空気取り入れ口と排気口とに消炎器を設けた構成の液化ガス気化装置としている。燃焼器の空気取り入れ口と排気口とに何かの原因で炎が発生したとしても、消炎器によってこの炎は消炎され、炎が内部に進入することのない、また、装置の内部で炎が発生しても、消炎器によってこの炎は消炎され、外部の可燃性のガスに引火することのない、安全な液化ガス気化装置としているものである。そして、排気口に設けた消炎器が遮熱手段を備えているため、排気側に設けている消炎器は、局部的な温度上昇を生ずることがなく、信頼性を更に向上した液化ガス気化装置とできるものである。
【0010】
請求項2に記載した発明は、請求項2に記載した構成に加え、消炎器は金属製のネットまたは、金属薄板で構成したハニカム体とした構成の液化ガス気化装置としている。
【0011】
この構成とすることによって、消炎器を簡単に構成することができ、簡単な構造で安全性を確保した液化ガス気化装置とできるものである。
【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、排気口に設けた消炎器の目の大きさを吸気口に設けた消炎器の目の大きさより小さくした構成の液化ガス気化装置としている。排気口は常時高温の排ガスを排気している関係から温度上昇が大きく、高温となっている。このため、排気口側に設けている消炎器は、この温度上昇によって消炎性能が劣化しやすいものである。本発明では、排気口側に設けている消炎器は器の目の大きさを小さくして消炎性能を確保し、かつ温度上昇の少ない吸気口側に設けている消炎器は、目の大きさを大きくして目詰まりを防止して信頼性も確保しているものである。
【0013】
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、燃焼器が有しているバーナが消炎機能を有している構成としている。このため、吸気口側の消炎器を無くすことができ、簡単な構成で低コスト化した液化ガス気化装置としている。
【0014】
【実施例】
(実施例1)
以下、本発明の第1の実施例について説明する。図1は、本実施例の液化ガス気化装置の構成を示す断面図である。本実施例の液化ガス気化装置は、燃焼器13と、燃焼器13に接して設けた、あるいは燃焼器13に近接して設けた熱交換器11とを有している。
【0015】
熱交換器11は、例えば図示していないバルク貯槽との間を配管によって接続し、ポンプ等によって圧送された前記バルク貯槽内の液相の液化ガスに、燃焼器13の発熱を供給して気化させ、気相とした液化ガスを、図示していないガス消費機器との間を接続する配管中に送るように動作するものである。
【0016】
本実施例では、熱交換器11は、熱伝導性と強度を考慮してアルミダイキャスト製のものを使用している。また、熱交換器11の内部には放熱フィン12を有している。放熱フィン12は熱交換器11と同じくアルミニウムを使用しているが、銅を使用することも可能である。また放熱フィン12は、本実施例では複数使用しており、熱交換器11の燃焼器13側の壁面に一体に形成している。この複数の放熱フィン12間は、前記液化石油ガスが流れる通路を形成しているものである。
【0017】
従って、液化石油ガスは、この通路を流れる間に、熱交換器11に接してあるいは近接して設けている燃焼器13の発熱を受けているものである。すなわち、このため液化石油ガスは熱交換器11内で気化され、気相の液化石油ガスとなって前記配管中を流れてガス使用機器に供給されるものである。
【0018】
燃焼器13は、燃焼器本体14中に配置されており、図示していない燃料ガスの供給源に接続している燃料ガス噴出ノズル15と、空気取り入れ口16と、バーナ17と、点火プラグ18と、吸熱フィン19と、排気口20と、吸気管21と、排気管22を有している。
【0019】
前記吸気管21は金属パイプによって構成しており、一端は燃焼器13の内部の空気取り入れ口16aに接続しており、他端は非危険場所23まで延長されて、端面が空気取り入れ口16となっている。また、前記排気管22は同じく金属パイプによって構成しており、一端は燃焼器13の内部の排気口20aに、他端は同じく非危険場所23まで延長されて、端面が排気口20となっている。
【0020】
前記非危険場所23は、可燃性のガスが存在するおそれのない地域であり、例えば液化可燃性ガスの場合は、液化ガスの放出源から半径4.5m以上離れた場所で、かつ地表から0.9m以上の地域が非危険場所となる。
【0021】
以下、本実施例の動作について説明する。燃焼器13を駆動すると、燃焼器13が発熱し、この熱量が熱交換器11に伝達されて、熱交換器11の内部を流れる液化ガスが気化されて、図示していないガス使用機器にこの気化ガスが供給されるものである。
【0022】
すなわち、図示していないバルク貯槽のバルブを開いて、前記バルク貯槽の内部の液相の液化ガスを熱交換器11に供給する。
【0023】
また、図示していない燃料ガスの供給源に設けているバルブを開いて、燃料ガスを燃焼器13に導入する。この燃料ガスは、燃料ガス噴出ノズル15から、内部の燃焼室に向かって吹き出す。このとき、高速のガスの噴出によるエジェクター効果によって、空気取り入れ口16から外部の空気が供給される。従って、前記燃料ガスは空気と混合されて可燃性のガスとなって、バーナ17から吹き出す。この状態で、点火プラグ18に電気火花を発生させると、前記可燃性となった燃料ガスは点火され、バーナ17に火炎が形成される。この火炎の熱によって吸熱フィン19が加熱される。この吸熱フィン19は、本実施例ではアルミニウムまたは銅等の金属によって構成しており、アルミダイキャスト製の燃焼器本体14の熱交換器11側の壁面に一体に形成しているものである。
【0024】
従って、前記火炎の熱は、吸熱フィン19を伝わって瞬時に熱交換器11に伝達されるものである。また、熱交換器11には前記しているように液化ガスの流路を形成している放熱フィン12を複数配置している。従って、熱交換器11に伝達された熱量は、放熱フィン12に伝達されて、放熱フィン12から液化ガスに伝達される。このため、熱交換器11を流れる液化ガスは、気化されて、図示していないガス使用機器との間に接続している配管中に供給される。
【0025】
このため、ガス使用機器は、冬季であっても十分な気相の液化ガスの供給を受けることができ、確実に動作できるものである。
【0026】
このとき、燃焼器13で燃焼している燃焼ガスは、吸熱フィン19に熱を奪われ、150℃前後の排気ガスとなって、排気口20a、排気管22を経由して、排気管22の端面である排気口20から非危険場所23に排気される。
【0027】
また、熱交換器11の上部から流入した液相の液化ガスは、熱交換器11の壁面や放熱フィン12から気化熱を得て瞬時に気化し、熱交換器11の下部横から気体となって流出する。この時、気化しきれなかった液相の液化ガスは、熱交換器11の底部に溜まって、ここで気化する。従って、熱交換器11から液相の液化ガスが流出することはない。
【0028】
また本実施例によれば、燃焼器13の周囲に可燃性ガスが存在する状況が発生したとしても、空気取り入れ口16と、排気口20を非危険場所23に配置しているため、この可燃性ガスが燃焼器13内に進入することはない。すなわち、外部に存在するガスに引火する危険性はない。
【0029】
以上のように本実施例によれば、燃焼器13の発熱が瞬時に効率良く熱交換器11に伝えられるため、熱交換器11に流入した液相の液化ガスは短時間で気化でき、効率よく液化ガスの供給ができ、従って応答の速い液化ガス気化装置を実現するものである。
【0030】
また、外部に可燃性のガスが存在する状況であっても、引火のおそれがなく、安全な液化ガス気化装置を実現するものである。
【0031】
さらに本実施例の熱交換器11は、液相の液化ガスが流れる流路を構成するように複数の放熱フィン12を設ける構成としているため、液化ガスの気化が効率的に行えるものであり、このため、熱交換器11を小型に構成することができるものである。
【0032】
(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、本実施例の液化ガス気化装置の構成を示す断面図である。本実施例では、燃焼器13の空気取り入れ口16と、排気口20とに遮断手段24を設けた構成としている。
【0033】
遮断手段24は、空気取り入れ口16と排気口20とに設けている遮熱板25と、前記遮熱板25を駆動する電動機26と、燃焼器13に設けている温度検知器27と,作動回路28とから構成している。作動回路28は、マイクロコンピュータによって構成しており、前記温度検知器27の検知温度に応じて電動機26を駆動するものである。 以下、本実施例の動作について説明する。何かの原因によってガス漏れが発生して、このガスが空気取り入れ口16から進入すると、燃焼器13内の温度は、定常時の温度よりも高くなる。作動回路26は、温度検知器27の検知温度を常に監視しており、この温度情報から異常状態であることを認識すると、電動機26を作動させて遮熱板25を回転させる。遮熱板25が例えば90°回転すると、空気取り入れ口16と排気口20は遮断される。
【0034】
このため、外部の可燃性のガスは、この段階で燃焼器13内に進入することはできないものである。また、燃焼器13内で発生した火炎が、燃焼器13の外部に放出されることもないものである。このため本実施例によれば、外部の可燃性ガスに引火することがなく、また、吸気管21や排気管22を短くして設置性も向上させることができる。
【0035】
(実施例3)
次に、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断面図である。本実施例では、空気取り入れ口16と排気口20とに設けている遮熱板25を1つの動作機構29で駆動するようにしている。前記動作機構29として、本実施例では電動機26を使用している。すなわち、電動機26の回転軸26aの一端を延長し、この延長部に遮熱版25を取り付けた構成としている。こうして、一台の電動機26で、2つの遮熱板25を作動させているものである。
【0036】
以上のように本実施例は、動作機構29を共用した液化ガス気化装置としているものであり、構造が簡単で安価にすることができる。また、遮断動作が空気取り入れ口16と排気口20で同時に行われ、遮断性能が安定し信頼性が向上するというものである。
【0037】
(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、本実施例の液化ガス気化装置の構成を示す断面図である。本実施例では、遮熱手段24の動作機構30を熱膨張によるピストンの伸縮を作動棒31の回転運動に変換して、遮熱板25を回転駆動する構成としているものである。
【0038】
すなわち、動作機構30は、作動器30aと、先端部に感熱部30bを有しているピストン30cと、作動棒31と、作動棒31に設けている作動片31aとを有している。作動片31aの先端は、前記ピストン30cの他端に接続している。また感熱部30bは、燃焼器13に取り付けた構成としている。
【0039】
以下、本実施例の動作について説明する。何かの原因によって、可燃性のガスが燃焼器13内に進入して、燃焼器13が異常燃焼に入ったとする。この異常燃焼による発熱は、作動器30aに封入されている作動液に伝達される。作動液は、加熱によって膨張し、ピストン30cを移動させる。ピストン30cは、先端部が作動棒31に接続している作動片31aと当接している。このため、ピストン30cの移動は、作動棒31の回転に変換され、作動棒31の回転は遮熱板25に伝達されて、遮断板25が回転する。遮熱板25が回転すると、空気取り入れ口16と排気口25は遮断される。こうして、本実施例によれば、外部の可燃性ガスに引火することのない、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。
【0040】
また本実施例では、作動器30aは手動復帰となっており、使用者が安全を確認した段階で手動で復帰させる構成となっているものである。すなわち本実施例の動作機構30は、非電気式となっているものであり、このため、電気防爆構造の必要が無くなり、更に安価に構成することができるというものである。また、電気を使用しないのでランニングコストも低減できる。
【0041】
(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断面図である。本実施例では、空気取り入れ口16aには吸気消炎器32を、排気口20aには排気消炎器33を設けている。
【0042】
図6は、排気消炎器33の構成を示す斜視図である。排気消炎器33は、端面に金属製ネットや金属製薄板で形成したハニカム体33a等を配置した構成としている。
【0043】
また、図7は、吸気消炎器32の構成を示す斜視図である。吸気消炎器32は、端面に金属製ネットや金属製薄板で形成したハニカム体32a等を配置した構成としている。
【0044】
このとき本実施例では、排気消炎器33の金属製ネットや金属製薄板で形成したハニカム体の目の大きさを0.6mm、吸気消炎器32の金属製ネットや金属製薄板で形成したハニカム体32aの目の大きさを1mm程度に設定している。
【0045】
以下、本実施例の動作について説明する。排気消炎器33は、燃焼ガスで加熱されているため、250℃程度の温度となる。この状態で消炎性能を維持するためには、目の大きさを0.6mmと小さくする必要がある。また、吸気消炎器32の温度は常温に近いため、目の大きさを特に小さくする必要はない。本実施例では1mmの設定として、目詰まりが生じないようにしている。以上のように、本実施例では、前記実施例で使用している遮断手段24を無くして、吸気消炎器32と排気消炎器33とを配置した簡単な構成としているものである。このため、仮に吸気消炎器32の近傍に火炎が発生したとしても、この火炎は、吸気消炎器32で消炎されて、空気取り入れ口16a内に進入することはないものである。また、空気取り入れ口16aの近傍で火炎が発生したとしても、この火炎は、吸気消炎器32で消炎されて、外部に出ることはないものである。
【0046】
また、仮に排気消炎器33の近傍に火炎が発生したとしても、この火炎は、排気消炎器33で消炎されて、排気口20a内に進入することはないものである。また、排気口20aの近傍で火炎が発生したとしても、この火炎は、排気消炎器32で消炎されて、外部に出ることはないものである。
【0047】
このため本実施例によれば、外部の可燃性のガスに引火するおそれのない安全な液化ガス気化装置を実現するものである。また、排気消炎器33の目の大きさを小さくして消炎性能を確保し、吸気消炎器32の目の大きさは大きくして目詰まりを防止しているため、信頼性も確保できるものである。
【0048】
(実施例6)
続いて本発明の第6の実施例について説明する。図8は、本実施例の液化ガス気化装置の構成を示す断面図である。また図9は、本実施例の液化ガス気化装置に使用している排気消炎器の斜視図である。
【0049】
本実施例では、排気消炎器33は、入り口33bに遮熱手段34を配置している。遮熱手段34は、底部を有する遮熱筒34aと遮熱筒34aの側部に設けた貫通孔34bで構成している。
【0050】
以上の構成で、燃焼ガスが遮熱筒34aの底部に当たった後、貫通孔34bを通って排気消炎器33に流れるように作用するものである。このため、排気消炎器33は、局部的な温度上昇が発生することはないものである。この結果本実施例によれば、消炎性能の劣化が無く、信頼性を更に向上できるものである。
【0051】
(実施例7)
次に、本発明の第7の実施例について説明する。図10は、本実施例の液化ガス気化装置の構成を示す断面図である。本実施例では、バーナ17に消炎機能を付加した構成としている。このため、前記実施例で説明した吸気消炎器32の使用を必要としないものである。すなわち本実施例では、バーナ17は、炎口を1mm以下の設定としているものである。この結果、ガスの燃焼速度よりもガスの噴出速度の方が速くなり、逆火しないものである。
【0052】
このため、本実施例によれば、空気取り入れ口16からの火炎の放出はなく、また引火の危険性も無いものである。すなわち本実施例によれば、吸気消炎器32を無くすことで、低コスト化を図ることができるものである。
【0053】
【発明の効果】
請求項1に記載した発明は、燃焼器と、前記燃焼器の発熱を液化ガスに供給して液化ガスを気化する熱交換器とを備え、前記燃焼器の空気取り入れ口と排気口とに消炎器を設け、前記排気口に設けた消炎器は、遮熱手段を備えた構成として、何かの原因で炎が発生したとしても、この炎は消炎され、炎が内部に進入することのない、また装置の内部で発生した炎が消炎されて、外部の可燃性のガスに引火することのない安全な液化ガス気化装置を実現するものである。さらに、排気口に設けた消炎器は、遮熱手段を備えている構成として、消炎器が局部的な温度上昇を生ずることがなく、信頼性を更に向上した液化ガス気化装置を実現するものである。
【0054】
請求項に記載した発明は、消炎器は金属製のネットまたは、金属薄板で構成したハニカム体とした構成として、簡単な構造で安全性を確保した液化ガス気化装置を実現するものである。
【0055】
請求項に記載した発明は、排気口に設けた消炎器の目の大きさを吸気口に設けた消炎器の目の大きさより小さくした構成として、消炎性能を確保できると共に、目詰まりを防止して信頼性も確保できる液化ガス気化装置を実現するものである。
【0056】
請求項に記載した発明は、燃焼器が有しているバーナが、消炎機能を有している構成として、簡単な構成で低コスト化した液化ガス気化装置を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 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断面図
【図2】 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断面図
【図3】 本発明の第3の実施例である液化ガス気化装置の構成を示す断面図
【図4】 本発明の第4の実施例である液化ガス気化装置の構成を示す断面図
【図5】 本発明の第5の実施例である液化ガス気化装置の構成を示す断面図
【図6】 同、排気消炎器の構成を示す斜視図
【図7】 同、吸気消炎器の構成を示す斜視図
【図8】 本発明の第6の実施例である液化ガス気化装置の構成を示す断面図
【図9】 同、排気消炎器の構成を示す斜視図
【図10】 本発明の第7の実施例である液化ガス気化装置の構成を示す断面図
【図11】 従来の液化ガス気化装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
11 熱交換器
13 燃焼器
16 空気取り入れ口
16a 空気取り入れ口
17 バーナ
20 排気口
20a 排気口
23 非危険場所
24 遮断手段
29、30 動作機構
32 吸気消炎器
33 排気消炎器
32a 金属製ネット
33a 金属製ネット
34 遮熱手段
Claims (4)
- 燃焼器と、前記燃焼器の発熱を液化ガスに供給して液化ガスを気化する熱交換器とを備え、前記燃焼器の空気取り入れ口と排気口とに消炎器を設け、前記排気口に設けた消炎器は、遮熱手段を備えていることを特徴とした液化ガス気化装置。
- 消炎器は金属製のネットまたは、金属薄板で構成したハニカム体とした請求項1に記載した液化ガス気化装置。
- 排気口に設けた消炎器の目の大きさを吸気口に設けた消炎器の目の大きさより小さくした請求項1または2に記載した液化ガス気化装置。
- 燃焼器が有しているバーナが、消炎機能を有している請求項1から3のいずれか1項に記載した液化ガス気化装置。
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