JP4526014B2

JP4526014B2 - 液化ガスの気化装置及び気化システム

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Publication number: JP4526014B2
Application number: JP2004028766A
Authority: JP
Inventors: 直也森本
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP2005220980A

Description

本発明は、液化天然ガス（ＬＮＧ）などの液化ガスを気化するための液化ガスの気化装置及び気化システムに関する。

例えば、液化天然ガスなどの液化ガスを気化するための気化装置は、液化ガスを気化するための蒸発部と、気化されたガスを加温するための加温部とを備え、蒸発部は気化用伝熱管及びこれを覆う蒸発部ハウジングを有し、また加温部は加温用伝熱管及びこれを覆う加温部ハウジングを有している。このような気化装置では、液化ガスが気化用伝熱管に送給され、蒸発部ハウジング内を通して流れる外気と気化用伝熱管に送給された液化ガスとの間で熱交換が行われ、この熱交換によって液化ガスが気化され、気化されたガスが加温部に流れる。加温部においては、気化されたガスは加温用伝熱管を通して流れ、加温部ハウジング内を通して流れる外気と加温用伝熱管を流れるガスとの間で熱交換が行われ、この熱交換によって気化されたガスが所定温度に加温される。

このような気化装置では、蒸発部において液化ガス（例えば、液化天然ガス）を継続して気化すると、気化用伝熱管の温度が下がり、空気中の水分が凍結し霜となってその表面に付着するようになり、このように霜が付着すると、気化効率が低下し、気化装置の能力が低下する。

このようなことから、この気化装置では、液化ガスを気化する気化運転が所定時間（例えば、４時間程度）行われると、次いで、付着した霜を解氷する解氷運転が所定時間（例えば２時間程度）行われ、この気化運転と解氷運転とが交互に行われる。

ところが、この解氷運転を、外気を利用して行う場合、寒冷地の冬季の環境周囲温度が０℃以下では、気化用伝熱管に付着した霜を解氷するのが難しく、冬季での使用は難しく、この気化装置の寒冷地での適性は非常に低いという問題がある。

そこで、寒冷地の冬季においても気化用伝熱管に付着した霜を効率良く解氷できるように、加温されたガスを利用するようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。この気化システムは二組の気化装置と加温器とを備え、各気化装置が空温部（蒸発部及び加温部）を備え、一方の気化装置の空温部が気化運転（又は解氷運転）するときには他方の気化装置の空温部が解氷運転（又は気化運転）されるように構成される。加温器は例えば温水加温器などから構成される。寒冷地などで外気による解氷が困難なときには、加温器が利用され、気化運転中の一方の気化装置の空温部が加温器に接続されるとともに、この加温器が解氷運転中の他方の気化装置の空温部に接続され、液化ガスは気化運転中の一方の気化装置の空温部に送給されて気化され、気化されたガスが加温器で例えば３０℃程度に加温される。そして、加温されたガスが解氷運転中の他方の気化装置の空温部に送給され、加温された気化ガスが他方の気化装置の空温部を流れることによって、この空温部が内部から温められて霜の解氷が行われる。

特公平４−２９９２０号公報

上述した気化システムでは、液化ガスを二つの気化装置の空温部に選択的に送給し、また外気温が低いときには空温部にて気化したガスを加温器に送給した後、この加温器にて加温されたガスを解氷する気化装置の空温部に送給するように構成され、解氷する気化装置の空温部内を流れる気化ガスの熱を利用して解氷を行っているが、解氷の際にこの熱が外部に放熱し、解氷効率が悪くなって空温部に付着した霜を短時間で充分に解氷することができないという問題がある。

本発明の目的は、蒸発部に付着した霜を短時間で効率良く解氷することができる液化ガスの気化装置及び気化システムを提供することである。

本発明の請求項１に記載の気化装置は、液化ガスを気化するための蒸発部と、前記蒸発部で気化されたガスを加温するための加温部とを具備し、前記蒸発部は、液化ガスが流れる気化用伝熱管と、前記気化用伝熱管の周囲を覆う蒸発部ハウジングとを備え、前記蒸発部ハウジングの上端部及び下端部に上開口及び下開口が設けられ、また前記加温部は、気化されたガスが流れる加温用伝熱管と、前記加温用伝熱管の周囲を覆う加温部ハウジングとを備え、前記加温部ハウジングの上端部及び下端部に上開口及び下開口が設けられている液化ガスの気化装置であって、
前記蒸発部ハウジングに関連して開閉機構が設けられ、前記開閉機構は、開状態のときには前記蒸発部ハウジングの前記上開口を開放し、閉状態のときには前記蒸発部ハウジングの前記上開口を閉塞し、
更に、気化されたガスを加温するための加温器が設けられており、
液化ガスを気化するときには、液化ガスが前記気化用伝熱管に送給されるとともに、前記開閉機構が開状態に保たれて前記蒸発部ハウジングの前記上開口が開放され、前記上開口から前記蒸発部ハウジングを通して前記下開口に外気が流れ、前記蒸発部ハウジングを流れる外気との熱交換によって、前記気化用伝熱管に送給された液化ガスが気化され、また前記気化用伝熱管に付着した霜を解氷するときには、気化されたガスが前記加温器で加温された後に前記気化用伝熱管に送給されるとともに、前記開閉機構が閉状態に保たれて前記蒸発部ハウジングの前記上開口が閉塞され、前記気化用伝熱管を流れる加温された気化ガスからの熱によって前記気化用伝熱管に付着した霜が解氷され、前記蒸発部ハウジング内に放熱された熱の前記上開口からの漏出が防止されることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の気化システムは、液化ガスを気化するための蒸発部及び前記蒸発部で気化されたガスを加温するための加温部を備えた第１及び第２の気化装置と、前記第１及び第２の気化装置で気化されたガスを更に加温するための加温器と、液化ガスを供給するための液化ガス供給源と、前記液化ガス供給源からの液化ガスを前記第１及び第２の気化装置に選択的に送給するための液化ガス送給手段と、前記第１及び第２の気化装置にて気化された気化ガスの一部を前記液化ガス送給手段に戻すための気化ガス戻し送給手段と、を備え、
前記第１及び第２の気化装置の前記蒸発部は、それぞれ、液化ガスが流れる気化用伝熱管と、前記気化用伝熱管の周囲を覆う蒸発部ハウジングとを備え、前記蒸発部ハウジングの上端部及び下端部に上開口及び下開口が設けられており、
前記第１及び第２の気化装置の前記加温部は、それぞれ、気化されたガスが流れる加温用伝熱管と、前記加温用伝熱管の周囲を覆う加温部ハウジングとを備え、前記加温部ハウジングの上端部及び下端部に上開口及び下開口が設けられており、
また、前記第１及び第２の気化装置の各蒸発部ハウジングに関連して、前記蒸発部ハウジングの前記上開口を開放する開状態及び前記蒸発ハウジングの前記上開口を閉塞する閉状態に選択的に保持される開閉機構が設けられており、
前記第１の気化装置の前記気化用伝熱管に付着した霜を解氷するときには、前記液化ガス供給源からの液化ガスは前記液化ガス送給手段によって前記第２の気化装置に送給されるとともに、前記第２の気化装置の前記開閉機構が開状態に保たれてその蒸発部ハウジングの前記上開口が開放され、前記第２の気化装置における前記上開口から前記蒸発部ハウジングを通して前記下開口に流れる外気との熱交換によって、前記気化用伝熱管に送給された液化ガスが気化され、この第２の気化装置により気化されたガスが前記加温器により加温され、加温されたガスの少なくとも一部が前記気化ガス戻し送給手段により前記液化ガス送給手段に戻されて前記第１の気化装置の前記蒸発部に送給されるとともに、前記第１の気化装置の前記開閉機構が閉状態に保たれてその蒸発部ハウジングの前記上開口が閉塞され、前記第１の気化装置において、前記気化用伝熱管を流れる加温された気化ガスからの熱によって前記気化用伝熱管に付着した霜が解氷され、前記蒸発部ハウジング内に放熱された熱の前記上開口からの漏出が防止され、
また、前記第２の気化装置の前記気化用伝熱管に付着した霜を解氷するときには、前記液化ガス供給源からの液化ガスは前記液化ガス送給手段によって前記第１の気化装置に送給されるとともに、前記第１の気化装置の前記開閉機構が開状態に保たれてその蒸発部ハウジングの前記上開口が開放され、前記第１の気化装置における前記上開口から前記蒸発部ハウジングを通して前記下開口に流れる外気との熱交換によって、前記気化用伝熱管に送給された液化ガスが気化され、この第１の気化装置により気化されたガスが前記加温器により加温され、加温されたガスの少なくとも一部が前記気化ガス戻し送給手段により前記液化ガス送給手段に戻されて前記第２の気化装置の前記蒸発部に送給されるとともに、前記第２の気化装置の前記開閉機構が閉状態に保たれてその蒸発部ハウジングの前記上開口が閉塞され、前記第２の気化装置において、前記気化用伝熱管を流れる加温された気化ガスからの熱によって前記気化用伝熱管に付着した霜が解氷され、前記蒸発部ハウジング内に放熱された熱の前記上開口からの漏出が防止されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の気化システムでは、前記第１及び第２の気化装置の前記開閉機構は、それぞれ、前記蒸発部ハウジングの前記上開口を開閉するためのプレート状部材と、このプレート状部材を開位置と閉位置との間を移動させるための移動用駆動源とを備え、前記移動用駆動源により前記開位置に位置付けると、前記プレート状部材が前記蒸発部ハウジングの前記上開口の上方に移動して開放し、前記開閉機構は開状態に保持され、また前記移動用駆動源により前記閉位置に位置付けると、前記プレート状部材が下方に移動して前記蒸発ハウジングの前記上開口を閉塞し、前記開閉機構は閉状態に保持されることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の気化システムでは、前記第１及び第２の気化装置は、それぞれ、前記蒸発部ハウジング及び前記加温部ハウジングの上方に配設された屋根体を含み、前記屋根体は、前記蒸発部ハウジング及び前記加温部ハウジングの上方を覆う屋根部と、前記プレート状部材が収容されるプレート収容部とを備え、前記プレート収容部と前記プレート状部材との間に、密封部材で覆われた収容空間が規定され、この収容空間に前記移動用駆動源が収容されているとともに、不凍気体が充填され、又は加熱手段が配設されていることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の気化装置によれば、液化ガスを気化するための蒸発部は、液化ガスが送給される気化用伝熱管と、この気化用伝熱管を覆う蒸発部ハウジングとを備え、また気化されたガスを加温するための加温部は、気化されたガスが流れる加温用伝熱管と、この加温用伝熱管を覆う加温部ハウジングとを備え、蒸発部ハウジングに関連して、その上開口を開閉するための開閉機構が設けられ、また気化ガスを加温するための加温器が設けられている。液化ガスを気化するときには、気化用伝熱管に液化ガスが送給されるとともに、開閉機構が開状態に保たれて蒸発部ハウジングの上開口が開放され、従って、外気が蒸発部ハウジングの上開口から流入して下方に流れて下開口から排出され、かく流れる外気と気化用伝熱管に送給された液化ガスとの間で熱交換が行われて液化ガスが気化され、気化されたガスが加温部で加温されて下流側に送給される。また、気化用伝熱管に付着した霜を解氷するときには、気化されたガスが加温器で加温された後に気化用伝熱管に送給されるとともに、開閉機構が閉状態に保たれ、従って、加温された気化ガスが気化用伝熱管内を流れ、この気化ガスの熱を利用してその内側から温められて霜を解氷することができる。このとき、開閉機構が閉状態に保たれて蒸発部ハウジングの上開口が閉塞されるので、気化ガスから気化用伝熱管に伝達された熱が蒸発部ハウジング内に放熱されるが、この放熱された熱が上開口から外部に逃げることがなく、蒸発ハウジング内に溜めて付着した霜を効率よく解氷することができる。

この開閉機構による開閉は、蒸発部ハウジングの上開口に加えて加温部ハウジングの上開口も行うようにしてもよく、この場合、開閉機構が開状態のときには、蒸発部ハウジング及び加温部ハウジングの上開口が開放され、開閉機構が閉状態のときには、これらの上開口が閉塞される。

また、本発明の請求項２に記載の気化システムによれば、上述した構成の蒸発部及び加温部を備えた気化装置が二つ組み合わされ、これら気化装置で気化されたガスを加温するための加温器が設けられ、更に、第１及び第２の気化装置の蒸発部ハウジングに関連して、その上開口を開閉するための開閉機構が設けられる。第１（又は第２）の気化装置の気化用伝熱管に付着した霜を解氷するときには、第２（又は第１）の気化装置にて気化された気化ガスを利用して霜の解氷が行われる。即ち、液化ガス供給源からの液化ガスは液化ガス送給手段によって第２（又は第１）の気化装置に送給され、第２（又は第１）の気化装置の蒸発部及び加温部を流れて気化される。そして、第２（又は第１）の気化装置にて気化された気化ガスが加温器により加温され、加温された気化ガスの少なくとも一部が気化ガス戻し送給手段により液化ガス送給手段に戻されて第１（又は第２）の気化装置の蒸発部に送給されるとともに、第１（又は第２）の気化装置の開閉機構が閉状態（又は開状態）に、また第２（又は第１）の気化装置の開閉機構が開状態（又は閉状態）に保たれる。

このように構成されるので、液化ガスが気化される第１（又は第２）の気化装置においては、液化ガス供給源からの液化ガスが送給されるとともに、開閉機構が開状態に保たれて蒸発部ハウジングの上開口が開放され、従って、蒸発部ハウジングの上開口から流入して下開口から排出される外気と気化用伝熱管に送給された液化ガスとの間で熱交換が行われて液化ガスが気化され、気化されたガスが加温部で加温されて下流側に送給される。また、付着した霜が解氷される第２（又は第１）の気化装置においては、第１（又は第２）の気化装置にて気化されたガスが加温器で加温された後に気化用伝熱管に送給されるとともに、開閉機構が閉状態に保たれ、従って、気化用伝熱管内を流れる気化ガスの熱を利用してその内側から温められて霜を解氷することができる。このとき、開閉機構が閉状態に保たれて蒸発部ハウジングの上開口が閉塞されるので、気化ガスから気化用伝熱管に伝達されて蒸発部ハウジング内に放熱された熱が蒸発部ハウジングの上開口から外部に逃げることがなく、蒸発ハウジング内に溜めて付着した霜を効率よく解氷することができる。

また、本発明の請求項３に記載の気化システムによれば、第１及び第２の気化装置の開閉機構が蒸発部ハウジングの上開口を開閉するためのプレート状部材と、プレート状部材を移動させるための移動用駆動源を備えている。液化ガスを気化する第１（又は第２）の気化装置においては、移動用駆動源によってプレート状部材が開位置に位置付けられて蒸発部ハウジングの上開口が開放され、外気は上開口から流入して下方に流れて下開口から排出される。また、付着した霜を解氷する第２（又は第１）の気化装置においては、移動用駆動源によってプレート状部材が閉位置に位置付けられて蒸発部ハウジングの上開口が閉塞され、蒸発部ハウジング内に放熱された熱が外部に逃げることがなく、蒸発部ハウジング内に溜まり、これによって、気化用伝熱管に付着した霜を効率よく解氷することができる。尚、移動用駆動源は、例えば空圧シリンダ機構の如き流体圧シリンダ機構、正逆転可能な電動モータなどから構成される。

また、本発明の請求項４に記載の液化ガスの気化システムによれば、第１及び第２の気化装置の蒸発部ハウジング及び加温部ハウジングの上方には屋根体が配設され、この屋根体はプレート収容部を備え、このプレート収容部とプレート状部材との間に密封部材によって収容空間が規定される。プレート状部材が開位置にあるときには、このプレート状部材及び密封部材がプレート収容部に収容され、蒸発部ハウジングと屋根体との間に外気を導入するための空間が生成され、この空間を通して外気を導入することができる。また、プレート状部材が閉位置にあるときには、密封部材が収容空間から延び、プレート状部材が下降して蒸発部ハウジングの上開口を閉塞するので、蒸発部ハウジング内の熱が上開口を通して外部に逃げるのを防止することができる。また、移動用駆動源が収容される収容空間は密閉され、この密閉空間に不凍用気体が充填されるので、寒冷地の冬季においても移動用駆動源が凍結して作動不能となることがなく、移動用駆動源によって、プレート状部材を気化時には開位置に、また解氷時には閉位置に確実に位置付けることができる。不凍用気体の充填に代えて、加熱手段を配設し、加熱手段で移動用駆動源を加熱するようにしてもよい。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う液化ガスの気化装置の最良の形態について説明する。図１は、本発明に従う液化ガスの気化システムの全体を簡略的に示すシステム図であり、図２は、図１の気化システムにおける気化装置を一部切欠いて示す正面図であり、図３は、図２の気化装置を示す側面図であり、図４は、開閉機構のプレート状部材が閉位置にあるときの状態を示す、図２に対応する正面図であり、図５は、プレート状部材が閉位置にあるときの状態を示す、図３に対応する側面図であり、図６は、図１の気化システムにおける液化ガス及び気化ガスの流れを説明するための図である。

図１及び図２において、図示の液化ガスの気化システムは、液化ガス、例えば液化天然ガスを気化するための第１及び第２の気化装置２，４を備え、液化ガスタンクの如き液化ガス供給源（図示せず）からの液化ガスが液化ガス送給手段６によって第１及び第２の気化装置２，４に選択的に送給されるように構成されている。

液化ガス送給手段６は、液化ガス送給源から延びる第１ライン８と、この第１ライン８から分岐する第２及び第３ライン１０，１２とから構成され、第２ライン１０が第１の気化装置２に接続され、第３ライン１２が第２の気化装置４に接続されている。また、第２ライン１０には第１開閉弁１４が配設され、第３ライン１２には第２開閉弁１６が配設されている。従って、第１開閉弁１４が開状態で、第２開閉弁１６が閉状態であるときには、第１ライン８からの液化ガスは第２ライン１０を通して第１の気化装置２に送給され、また第１開閉弁１４が閉状態で、第２開閉弁１６が開状態であるときには、第１ライン８からの液化ガスは第３ライン１２を通して第２の気化装置４に送給される。

第１及び第２の気化装置２，４の下流側には気化ガス送給手段１８が設けられている。気化ガス送給手段１８は、第１の気化装置２に接続された第４ライン２０と、第２の気化装置４に接続された第５ライン２２と、第４及び第５ライン２０，２２が収斂する第６ライン２４とから構成され、第４ライン２０には第３開閉弁２６が配設され、第５ライン２２には第４開閉弁２８が配設されている。また、第６ライン２４には流量調整弁３０が配設されている。

この気化システムは、更に、気化ガス送給手段１８の第６ライン２４を流れる気化ガスの少なくとも一部を液化ガス送給手段６に戻すための気化ガス戻し送給手段３２が設けられている。気化ガス戻し送給手段３２は、第６ライン２４の流量調整弁３０の配設部位より上流側から延びる第７ライン３４と、第７ライン３４から分岐する第８及び第９ライン３６，３８とから構成され、第８ライン３６が第２ライン１０の第１開閉弁１４の配設部位より下流側に接続され、また第９ライン３８が第３ライン１２の第２開閉弁１６の配設部位より下流側に接続されている。第８ライン３６には第５開閉弁４０が配設され、第９ライン３８には第６開閉弁４２が配設されている。また、第６ライン２４の流量調整弁３０の配設部位より上流側には、温水を利用して気化ガスを加温するための温水式加温器４４が配設されている。

このように構成されているので、第３開閉弁２６が開状態で、第５開閉弁４０が閉状態で、第６開閉弁４２が開状態であるときには、第１の気化装置２からの気化ガスが温水式加温器４４で加温され、少なくともその一部が第７ライン３４、第９ライン３８及び第３ライン１２を通して第２の気化装置４に送給され、その残部が流量調整弁３０を通して下流側に流れる。また、第４開閉弁２８が開状態で、第５開閉弁４０が開状態で、第６開閉弁４２が閉状態であるときには、第２の気化装置４からの気化ガスが温水式加温器４４で加温され、少なくとも一部が第７ライン３４、第８ライン３６及び第２ライン１０を通して第１の気化装置２に送給される。流量調整弁３０は第６ライン２４を通して下流側に流れる気化ガスの流量を調整し、これによって、第７ライン３４を通して液化ガス送給手段６に戻すリターン量が調整される。

温水式加温器４４及び流量調整弁３０をバイパスしてバイパス送給手段４６が設けられている。バイパス送給手段４６は、第４ライン２０の第３開閉弁２６の配設部位より上流側から延びる第１０ライン４８と、第５ライン２２の第４開閉弁２８の配設部位より上流側から延びる第１１ライン５０と、第１０及び第１１ライン４８，５０が収斂する第１２ライン５２とから構成され、この第１２ライン５２が第６ライン２４の流量調整弁３０の配設部位の下流側に接続されている。第１０ライン４８には第７開閉弁５４が配設され、第１１ライン５０には第８開閉弁５６が配設されている。

このように構成されているので、第３開閉弁２６が開状態で、第７開閉弁５４が閉状態のときには、第１の気化装置２からの気化ガスが第４ライン２０及び第６ライン２４を通して温水式加温器４４に送給されるが、第３開閉弁２６が閉状態で、第７開閉弁５４が開状態のときには、第１の気化装置２からの気化ガスが第４ライン２０、第１０ライン４８及び第１２ライン５２を通して第６ライン２４に送給される。また、第４開閉弁２８が開状態で、第８開閉弁５６が閉状態のときには、第２の気化装置４からの気化ガスが第５ライン２２及び第６ライン２４を通して温水式加温器４４に送給されるが、第４開閉弁２８が閉状態で、第８開閉弁５６が開状態のときには、第２の気化装置４からの気化ガスが第５ライン２２、第１１ライン５０及び第１２ライン５２を通して第６ライン２４に送給される。

次に、図２〜図５を参照して、上述した気化システムにおける気化装置２，４について説明する。第１及び第２の気化装置２，４は実質上同一の構成であり、以下第１の気化装置２（又は第２の気化装置４）について説明する。

図示の第１の気化装置２（又は第２の気化装置４）は、液化ガスを気化するための蒸発部１０２と、気化したガスを加温するための加温部１０４とを備えている。蒸発部１０２は上下方向に延びる矩形筒状の蒸発部ハウジング１０６と、液化ガスを気化するための気化用伝熱管１０８とを備え、気化用伝熱管１０８の周囲が蒸発部ハウジング１０６により覆われている。この形態では、蒸発部ハウジング１０６内の下部には下部ヘッダ１１０が配設され、その上部には上部ヘッダ１１２が配設され、下部ヘッダ１１０と上部ヘッダ１１２との間に複数本の気化用伝熱管１０８が設けられ、下部ヘッダ１１０に送給された液化ガスがこれら気化用伝熱管１０８を並列的に流れるように構成されている。下部ヘッダ１１０、気化用伝熱管１０８及び上部ヘッダ１１２は気化ユニット１１３を構成し、この実施形態では、かかる気化ユニット１１３が図３において紙面に垂直な方向に間隔をおいて複数配設されている。各気化用伝熱管１０８は、例えば、周囲に熱交換用フィンが設けられたエアフィン型伝熱管から構成され、蒸発部ハウジング１０６内を上下方向に延びている。

蒸発部ハウジング１０６の上端部（この形態では、上端面）は開放され、上開口１１４が規定され、またその下端部（この形態では下端面）も開放され、下開口１１６が規定され、上開口１１４と下開口１１６との間に各気化ユニット１１３の下部ヘッダ１１０、気化用伝熱管１０８及び上部ヘッダ１１２が配置され、これらの周囲が蒸発部ハウジング１０６により覆われている。

液化ガス送給手段６の第２ライン１０（又は第３ライン１２）が蒸発部ハウジング１０６を通して延び、その先端部は各気化ユニット１１３に対応して分岐され、各分岐先端部が対応する気化ユニット１１３の下部ヘッダ１１０に接続され、液化ガス供給源（図示せず）からの液化ガスが第１ライン８及び第２ライン１０（又は第３ライン１２）を通して第１気化装置２（又は第２気化装置４）の蒸発部１０２の各気化ユニット１１３の下部ヘッダ１１０に送給される。

加温部１０４は、上下方向に延びる矩形の筒状の加温部ハウジング１２２と、気化されたガスを加温するための加温用伝熱管１２４を備え、加温用伝熱管１２４の周囲が加温部ハウジング１２２により覆われている。この形態では、加温部ハウジング１２２内には、各気化ユニット１１３に対応して複数本の加温用伝熱管１２４が設けられ、これら加温用伝熱管１２４の下端部が下接続管１２６を介して、またそれらの上端部が上接続管１２８を介して接続され、気化ユニット１１３にて気化されたガスは、これら加温用伝熱管１２４を直列的に流れるように構成されている。加温用伝熱管１２４も、例えば、周囲に熱交換用フィンが設けられたエアフィン型伝熱管から構成され、加温部ハウジング１２２内を上下方向に延びている。

加温部ハウジング１２２の上端部（この形態では、上端面）も開放され、上開口１３０が規定され、またその下端部（この形態では下端面）も開放され、下開口１３２が規定され、上開口１３０及び下開口１３２との間に加温用伝熱管１２４、下接続部１２６及び上接続部１２８が配設され、これらの周囲が加温部ハウジング１２２により覆われている。

蒸発部１０２の各気化ユニット１１３の上部ヘッダ１１２は接続管１３４を介して加温部１０４の対応する上流端の加温用伝熱管１２４に接続され、気化ユニット１１３において気化されたガス、例えば天然ガスは上部ヘッダ１１２から接続管１３４を介して加温部１０４の加熱用伝熱管１２４に送給される。また、加温部１０４の下流端の加温用伝熱管１２４は集合して気化ガス送給手段１８の第４ライン２０（又は第５ライン２２）に接続され、第１の気化装置２（又は第２の気化装置４）の加温部１０４において加温されたガスが第４ライン２０（又は第５ライン２２）に送給される。

尚、蒸発部１０２における気化用伝熱管１０８の接続様式については、液化ガスを所要の通りに気化することができる適宜の接続様式でよく、例えば加温部１０４のように、液化ガスが直列的に流れるように接続するようにしてもよい。また、加温部１０４における加温用伝熱管１２４の接続様式についても、気化されたガスを所望温度に加温することができる適宜の接続様式でよく、例えば蒸発部１０２にように、ガスが並列的に流れるように接続するようにしてもよい。

この実施形態では、蒸発部ハウジング１０６及び加温部ハウジング１２２は本体支持構造１３８により支持されている。本体支持構造１３８は４本の支柱１４０を有し、各支柱１４０の下端部が、地面１４４に設置された支持台１４２に固定されている。また、蒸発部ハウジング１０６及び加温部ハウジング１２２の対向する部位が連結され、一体的に構成された蒸発部ハウジング１０６及び加温部ハウジング１２２が支柱１４０に取り付けられている。各支柱１４０の上端部は上方に延び、これら支柱１４０の上端部に屋根体１４６が取り付けられている。この形態では、一対の支柱１４０ａは残りの一対の支柱１４０ｂよりも幾分長さが長く、従って、屋根体１４６の上面は、長い方の支柱１４０ａから短い方の支柱１４０ｂに向けて下方に傾斜している（図２参照）。

屋根体１４６はプレート状の屋根部１４８と、屋根部１４８の下側に取り付けられたプレート収容部１５０とを有している。屋根部１４８は蒸発部ハウジング１０６及び加温部ハウジング１２２の上方を覆うように設けられ、雪などがこれらハウジング１０６，１２２内に落ちるのを防止している。また、プレート収容部１５０も蒸発部ハウジング１０６及び加温部ハウジング１２２に対応してその上方に設けられている。このように構成されているので、蒸発部１０２については、蒸発部ハウジング１０６とプレート収容部１５０との間に外気を導入するための第１外気導入空間１５２が規定され、加温部１０４については、加温部ハウジング１２２とプレート収容部１５０との間に外気を導入するための第２外気導入空間１５４が規定されている。

プレート収容部１５０は、開閉機構１５６を構成するプレート状部材１５８及び移動用駆動源１６０が収容可能に配設されている。プレート収容部１５０は矩形箱状に形成され、その下面が開放されている。プレート状部材１５８はプレート収容部１５０の下面開口を通して収容可能に設けられ、このプレート状部材１５８の４側縁とプレート収容部１５０の４側内面との間に蛇腹状の密封部材１６２が設けられ、屋根部１４８、プレート収容部１５０、密封部材１６２及びプレート状部材１５８によって収容空間１６４が規定され、この収容空間１６４に移動用駆動源１６０が収容されている。

この実施形態では、移動用駆動源１６０は例えば４つの空圧シリンダ機構１６６から構成され、各空圧シリンダ機構１６６のシリンダ側（又は出力ロッド側）が、支柱１４０間を接続する接続部材１６８に連結され、その出力ロッド側（又はシリンダ側）がプレート状部材１５８に連結されている。このように構成されているので、全ての空圧シリンダ機構１６６が収縮した状態では、図２及び図３に示すように、プレート状部材１５８が上方に移動して開位置に位置付けられ、このプレート状部材１５８及び密封部材１６２がプレート収容部１５０内に収容され、蒸発部ハウジング１０６の上開口１１４及びその上方の第１外気導入空間１５２が開放されるとともに、加温部ハウジング１２２の上開口１３０及びその上方の第２外気導入空間１５４が開放される。また、全ての空圧シリンダ機構１６６が伸長した状態では、図４及び図５に示すように、密封部材１６２が延び、プレート状部材１５８が下方に移動して閉位置に位置付けられ、このプレート状部材１５８によって蒸発部ハウジング１０６の上開口１１４及び加温部ハウジング１２２の上開口１３０が閉塞される。

移動用駆動源としての空圧シリンダ機構１６６が収容される収容空間１６４は実質上密閉するように構成し、この収容空間１６４内に−２０℃程度の気温でも凍結しない不凍用気体、例えば乾燥空気や窒素を大気よりも幾分高い圧力で充填するのが好ましく、このような不凍用気体を充填することによって、空圧シリンダ機構１６６の凍結による作動不良を防止し、低温環境においても蒸発部ハウジング１０６の上開口１１４及び加温用ハウジング１２２の上開口１３０の開閉を確実に行うことができる。尚、不凍用気体を充填することに代えて、収容空間１６４内に加熱手段、例えば電気加熱ヒータを配設し、この電気加熱ヒータによって加熱するようにしてもよい。

次に、図２〜図５及び図６を参照して、上述した気化システムを用いた液化ガス（例えば、液化天然ガス）の気化について説明する。この気化システムにおいては、第１の気化装置２（又は第２の気化装置４）において液化ガスの気化運転が行われると、他方の第２の気化装置４（又は第１の気化装置２）において霜を解氷する解氷運転が行われる。

例えば、第１の気化装置２を気化運転し、第２の気化装置４を解氷運転するときには、各種開閉弁１４，１６，２６，２８，４０，４２，５４，５６は図６に示すように開閉される（図６において、白色のものは開状態に保持され、黒色のものは閉状態に保持されている）。即ち、このときには、液化ガス送給手段６において、第１開閉弁１４は開状態に、第２開閉弁１６は閉状態に保たれ、液化ガス供給源（図示せず）からの液化ガス（例えば、液化天然ガス）は第１ライン８及び第２ライン１０を通して第１の気化装置２に送給され、この第１の気化装置２において後述するように気化、加温される（例えば、−２０℃程度の気化ガスとなる）。

この第１の気化装置２で気化されることに関連して、気化ガス送給手段１８の第３開閉弁２６が開状態に、バイパス送給手段４６の第７開閉弁５４が閉状態に保たれるとともに、気化ガス戻し送給手段３２において、第５開閉弁４０が閉状態に、また第６開閉弁４２が開状態に保持され、第１の気化装置２からの気化ガスは第４ライン２０及び第６ライン２４を通して温水式加温器４４に送給され、この加温器４４にて更に加温された（少なくともその一部を解氷に利用するので、０℃以上であって、例えば３０℃に加温される）後下流側に送給される。そして、第６ライン２４を流れる気化ガスの流量が流量調整弁３０により調整されるので、その一部が第７ライン３４を通して戻され、その残部が第６ライン２４を通して更に下流側に流れる。第７ライン３４に送給された液化ガスは、第８ライン３８及び液化ガス送給手段６の第３ライン１２を通して第２の気化装置４に送給され、加温された気化ガスを利用して、第２の気化装置４の蒸発部１０２に付着した霜が後述するように解氷される。

第２の気化装置４において解氷が行われることに関連して、気化ガス送給手段１８の第４開閉弁２８が閉状態に、バイパス送給手段４６の第８開閉弁５６が開状態に保持され、第２の気化装置４にて解氷に利用された気化ガス（解氷により熱が奪われて例えば５℃程度まで低下する）が第５ライン２２、第１１ライン５０及び第１２ライン５２を通して第６ライン２４に送給され、この第６ライン２４を流れる気化ガスに混合されて下流側に送給される。このように、第１の気化装置２にて気化された気化ガスを加温器４４にて加温した後にその一部を第２の気化装置４を通して流すので、加温された気化ガスの熱を利用して霜を解氷することができ、外気が例えば−２０℃程度の環境であっても、付着した霜を解氷することができる。

気化運転される第１の気化装置２（又は第２の気化装置４）は、図２及び図３に示す状態に保たれて液化ガスの気化が行われる。気化運転においては、移動用駆動源１６０の空圧シリンダ機構１６６が収縮され、開閉機構１５６が開状態に保持される。即ち、開閉機構１５６のプレート状部材１５８が上方に移動して開位置に位置付けられ、このプレート状部材１５８及び密封部材１６２がプレート収容部１６４に収容され、蒸発部ハウジング１０６の上開口１１４及び第１外気導入空間１５２が開放されるとともに、加温部ハウジング１２２の上開口１３０及び第２外気導入空間１５４が開放される。また、上述したように、液化ガス供給源（図示せず）からの液化ガスが第２ライン１０（又は第３ライン１２）を介して蒸発部１０２の各気化ユニット１１３の下部ヘッダ１１０に送給される。下部ヘッダ１１０に送給された液化ガスは、複数本の気化用伝熱管１０８を通して上部ヘッダ１１２に向けて上方に流れ、気化用伝熱管１０８を上方に流れる間に蒸発部ハウジング１０６内の空気との間で熱交換が行われ、この熱交換によって、液化ガスが気化される。気化されたガスは上方に上部ヘッダ１１２に流れ、上部ヘッダ１１２から加温部１０４に送給される。このとき、蒸発部ハウジング１０６内の空気は熱交換によって冷却されて下方に流れるようになり、従って、このときには、外気が第１外気導入空間１５４から蒸発部ハウジング１０６の上開口１１４を通して蒸発部ハウジング１０６内を下方に流れ、その下開口１１６から外部に排出され、自然対流を利用して液化ガスが気化される。

また、蒸発部１０２の各気化ユニット１１３で気化されたガスは上部ヘッダ１１２から加温部１０４の対応する加温用伝熱管１２４に送給され、これら加温用伝熱管１２４を通して下流側に流れ、これら加温用伝熱管１２４を流れる間に加温部ハウジング１２２内の空気との間で熱交換が行われ、この熱交換によって、気化されたガスが加温されて所望の温度となり、更に下流側に送給される。このとき、加温部ハウジング１２２内の空気は熱交換によって冷却されて下方に流れるようになり、従って、蒸発部１０２における空気の流れと同様に、外気が第２外気導入空間１５４から加温部ハウジング１２２の上開口１３０を通して流入し、加温部ハウジング１２２内を下方に流れ、その下開口１３２から外部に排出され、自然対流を利用して気化されたガスが加温される。

一方、解氷運転される第２の気化装置４（又は第１の気化装置２）は、図４及び図５に示す状態に保たれて気化ガスを利用して霜の解氷が行われる。解氷運転においては、移動用駆動源１６０の空圧シリンダ機構１６６が伸張され、開閉機構１５６が閉状態に保持される。即ち、密封部材１６２が延び、プレート状部材１５８が下方に移動して閉位置に位置付けられ、プレート状部材１５８が蒸発部ハウジング１０６の上開口１１４及び加温部ハウジング１２２の上開口１３０を閉塞する。そして、このような状態において、第１の気化装置２（又は第２の気化装置４）にて気化され、加温器４４において加温された気化ガスの一部が第２の気化装置４（又は第１の気化装置２）の下部ヘッダ１１０に送給され、気化ガスが下部ヘッダ１１０を通して気化用伝熱管１０８内を上部ヘッダ１１４に向けて流れる間にその熱が内側から表面側に伝達され、この熱によってその周囲に付着した霜が解氷され、解氷により温度が低下した気化ガスが加温部１０４の加温用伝熱管１２４を通して第２の気化装置４（又は第１の気化装置２）から下流側に流れる。この解氷時には、開閉機構１５６が閉状態に保たれるので、蒸発部ハウジング１０６の上開口１１４が閉塞され、気化用伝熱管１０８から蒸発部ハウジング１０６内に放熱された熱がこの上開口１１４を通して外部に逃げることがほとんどなく、これによって、付着した霜を効率よく解氷することができる。また、加温部ハウジング１２２の上開口１３０も閉塞され、加温用伝熱管１２４から加温用ハウジング１２２内に放熱された熱がこの上開口１３０を通して外部に逃げることがほとんどなく、これによって、加温用伝熱管１２４を流れる際における気化ガスの温度低下を少なくすることができる。

以上、本発明に従う気化システム（及び気化装置）の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、上述した実施形態では、開閉機構１５６によって各気化装置２，４の蒸発部ハウジング１０６の上開口１１４及び加温部ハウジング１２２の上開口１３０を開閉しているが、蒸発部ハウジング１０６のみに関連して開閉機構を設けるようにしてもよく、この場合、開閉機構によって蒸発部ハウジング１０６の上開口１１４のみが開閉される。

また、上述した実施形態では、第１の気化装置２（又は第２の気化装置４）で気化された気化ガスを第２の気化装置４（又は第１の気化装置２）に送給する際に、その一部のみを第２の気化装置４（又は第１の気化装置２）に戻しているが、これに限定されず、第１の気化装置２（又は第２の気化装置４）で気化された気化ガスの全てを戻すようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、２つの気化装置を備え、一方の気化装置を気化運転させたときに、他方の気化装置を解氷運転しているが、例えば３つ（又は４つ以上）の気化装置を備えたものにも適用することができ、この場合、例えば、２つ（又は１つ）の気化装置を気化運転させて残りの１つ（又は２つ）の気化装置を解氷運転するようにしてもよい。

この気化システム（又は気化装置）は、液化ガス（例えば、液化天然ガス）の気化に適用することができ、この気化システムを用いることによって、気化された気化ガスの熱を利用して液化ガスの気化を行うことができる。特に、解氷運転のときには、蒸発部ハウジングの上開口を閉塞するので、気化用伝熱管からの放熱によって温められた空気がこの上開口から外部に逃げることがなく、蒸発部に付着した霜を効率よく解氷することができる。また、気化ガスを加温器で加温した後に解氷運転する気化装置の蒸発部に送給するので、寒冷地の冬季（環境温度が０℃以下である）でも解氷を行うことができ、寒冷地使用の気化装置に好都合に適用することができる。

本発明に従う液化ガスの気化システムの全体を簡略的に示すシステム図である。図１の気化システムにおける気化装置を一部切欠いて示す正面図である。図２の気化装置を一部切り欠いて示す側面図である。開閉機構のプレート状部材が閉位置にあるときの状態を示す、図２に対応する正面図である。プレート状部材が閉位置にあるときの状態を示す、図３に対応する側面図である。図１の気化システムにおける液化ガス及び気化ガスの流れを説明するための図である。

符号の説明

２第１の気化装置
４第２の気化装置
６液化ガス送給手段
１４，１６，２６，２８，４０，４２，５４，５６開閉弁
１８気化ガス送給手段
３０流量調整弁
３２気化ガス戻し送給手段
４４温水式加温器
４６バイパス送給手段
１０２蒸発部
１０４加温部
１０６蒸発部ハウジング
１０８気化用伝熱管
１１３気化ユニット
１１４蒸発部ハウジングの上開口
１２２加温部ハウジング
１２４加温用伝熱管
１３０加温部ハウジングの上開口
１４６屋根体
１５０プレート収容部
１５６開閉機構
１５８プレート状部材
１６０移動用駆動源

Claims

液化ガスを気化するための蒸発部と、前記蒸発部で気化されたガスを加温するための加温部とを具備し、前記蒸発部は、液化ガスが流れる気化用伝熱管と、前記気化用伝熱管の周囲を覆う蒸発部ハウジングとを備え、前記蒸発部ハウジングの上端部及び下端部に上開口及び下開口が設けられ、また前記加温部は、気化されたガスが流れる加温用伝熱管と、前記加温用伝熱管の周囲を覆う加温部ハウジングとを備え、前記加温部ハウジングの上端部及び下端部に上開口及び下開口が設けられている液化ガスの気化装置であって、
前記蒸発部ハウジングに関連して開閉機構が設けられ、前記開閉機構は、開状態のときには前記蒸発部ハウジングの前記上開口を開放し、閉状態のときには前記蒸発部ハウジングの前記上開口を閉塞し、
更に、気化されたガスを加温するための加温器が設けられており、
液化ガスを気化するときには、液化ガスが前記気化用伝熱管に送給されるとともに、前記開閉機構が開状態に保たれて前記蒸発部ハウジングの前記上開口が開放され、前記上開口から前記蒸発部ハウジングを通して前記下開口に外気が流れ、前記蒸発部ハウジングを流れる外気との熱交換によって、前記気化用伝熱管に送給された液化ガスが気化され、また前記気化用伝熱管に付着した霜を解氷するときには、気化されたガスが前記加温器で加温された後に前記気化用伝熱管に送給されるとともに、前記開閉機構が閉状態に保たれて前記蒸発部ハウジングの前記上開口が閉塞され、前記気化用伝熱管を流れる加温された気化ガスからの熱によって前記気化用伝熱管に付着した霜が解氷され、前記蒸発部ハウジング内に放熱された熱の前記上開口からの漏出が防止されることを特徴とする液化ガスの気化装置。
液化ガスを気化するための蒸発部及び前記蒸発部で気化されたガスを加温するための加温部を備えた第１及び第２の気化装置と、前記第１及び第２の気化装置で気化されたガスを更に加温するための加温器と、液化ガスを供給するための液化ガス供給源と、前記液化ガス供給源からの液化ガスを前記第１及び第２の気化装置に選択的に送給するための液化ガス送給手段と、前記第１及び第２の気化装置にて気化された気化ガスの一部を前記液化ガス送給手段に戻すための気化ガス戻し送給手段と、を備え、
前記第１及び第２の気化装置の前記蒸発部は、それぞれ、液化ガスが流れる気化用伝熱管と、前記気化用伝熱管の周囲を覆う蒸発部ハウジングとを備え、前記蒸発部ハウジングの上端部及び下端部に上開口及び下開口が設けられており、
前記第１及び第２の気化装置の前記加温部は、それぞれ、気化されたガスが流れる加温用伝熱管と、前記加温用伝熱管の周囲を覆う加温部ハウジングとを備え、前記加温部ハウジングの上端部及び下端部に上開口及び下開口が設けられており、
また、前記第１及び第２の気化装置の各蒸発部ハウジングに関連して、前記蒸発部ハウジングの前記上開口を開放する開状態及び前記蒸発ハウジングの前記上開口を閉塞する閉状態に選択的に保持される開閉機構が設けられており、
前記第１の気化装置の前記気化用伝熱管に付着した霜を解氷するときには、前記液化ガス供給源からの液化ガスは前記液化ガス送給手段によって前記第２の気化装置に送給されるとともに、前記第２の気化装置の前記開閉機構が開状態に保たれてその蒸発部ハウジングの前記上開口が開放され、前記第２の気化装置における前記上開口から前記蒸発部ハウジングを通して前記下開口に流れる外気との熱交換によって、前記気化用伝熱管に送給された液化ガスが気化され、この第２の気化装置により気化されたガスが前記加温器により加温され、加温されたガスの少なくとも一部が前記気化ガス戻し送給手段により前記液化ガス送給手段に戻されて前記第１の気化装置の前記蒸発部に送給されるとともに、前記第１の気化装置の前記開閉機構が閉状態に保たれてその蒸発部ハウジングの前記上開口が閉塞され、前記第１の気化装置において、前記気化用伝熱管を流れる加温された気化ガスからの熱によって前記気化用伝熱管に付着した霜が解氷され、前記蒸発部ハウジング内に放熱された熱の前記上開口からの漏出が防止され、
また、前記第２の気化装置の前記気化用伝熱管に付着した霜を解氷するときには、前記液化ガス供給源からの液化ガスは前記液化ガス送給手段によって前記第１の気化装置に送給されるとともに、前記第１の気化装置の前記開閉機構が開状態に保たれてその蒸発部ハウジングの前記上開口が開放され、前記第１の気化装置における前記上開口から前記蒸発部ハウジングを通して前記下開口に流れる外気との熱交換によって、前記気化用伝熱管に送給された液化ガスが気化され、この第１の気化装置により気化されたガスが前記加温器により加温され、加温されたガスの少なくとも一部が前記気化ガス戻し送給手段により前記液化ガス送給手段に戻されて前記第２の気化装置の前記蒸発部に送給されるとともに、前記第２の気化装置の前記開閉機構が閉状態に保たれてその蒸発部ハウジングの前記上開口が閉塞され、前記第２の気化装置において、前記気化用伝熱管を流れる加温された気化ガスからの熱によって前記気化用伝熱管に付着した霜が解氷され、前記蒸発部ハウジング内に放熱された熱の前記上開口からの漏出が防止されることを特徴とする液化ガスの気化システム。
前記第１及び第２の気化装置の前記開閉機構は、それぞれ、前記蒸発部ハウジングの前記上開口を開閉するためのプレート状部材と、このプレート状部材を開位置と閉位置との間を移動させるための移動用駆動源とを備え、前記移動用駆動源により前記開位置に位置付けると、前記プレート状部材が前記蒸発部ハウジングの前記上開口の上方に移動して開放し、前記開閉機構は開状態に保持され、また前記移動用駆動源により前記閉位置に位置付けると、前記プレート状部材が下方に移動して前記蒸発部ハウジングの前記上開口を閉塞し、前記開閉機構は閉状態に保持されることを特徴とする請求項２に記載の液化ガスの気化システム。
前記第１及び第２の気化装置は、それぞれ、前記蒸発部ハウジング及び前記加温部ハウジングの上方に配設された屋根体を含み、前記屋根体は、前記蒸発部ハウジング及び前記加温部ハウジングの上方を覆う屋根部と、前記プレート状部材が収容されるプレート収容部とを備え、前記プレート収容部と前記プレート状部材との間に、密封部材で覆われた収容空間が規定され、この収容空間に前記移動用駆動源が収容されているとともに、不凍気体が充填され、又は加熱手段が配設されていることを特徴とする請求項３に記載の液化ガスの気化システム。