JP4990096B2 - 液化天然ガスの気化装置 - Google Patents

Description

本発明は、液化天然ガスを外気と熱交換させることにより気化するための液化天然ガスの気化装置に関する。

従来から、液化天然ガス（ＬＮＧ）を外気と熱交換させることにより気化するための装置として、特許文献１に記載される気化装置が知られている。

この気化装置は、図４（ａ）に示されるように、前記液化天然ガスを加温して蒸発させるための蒸発部５０Ａと、その蒸発により生成された天然ガスをさらに加温するための加温部５０Ｂとを有する。蒸発部５０Ａは、水平方向に配管される下部ヘッダ５５ｂ及び上部ヘッダ５５ａと、上下に延びる複数本の伝熱管５２とで構成される。上部ヘッダ５５ａは下部ヘッダ５５ｂの上方に配置され、これら下部ヘッダ５５ｂと上部ヘッダ５５ａとの間に各伝熱管５２が配管される。これらの伝熱管５２は、両ヘッダ５５ａ，５５ｂの長手方向に沿って配列され、その上下端がそれぞれ上部ヘッダ５５ａ及び下部ヘッダ５５ｂに接続される。加温部５０Ｂは、上下に延び且つ特定の水平方向に配列された複数本の伝熱管５２と、互いに隣接する伝熱管５２の上端同士又は下端同士を交互に接続する接続管５４ａ又は５４ｂとを備える屈曲管により構成され、この屈曲管が上部ヘッダ５５ａに接続される。

この気化装置では、下部ヘッダ５５ｂに液化天然ガスが導入される。この液化天然ガスは、当該下部ヘッダ５５ｂから各伝熱管５２に分配され、これらの伝熱管５２内を上昇する間に外気と熱交換して昇温し、沸点に達して気化する。この気化により各伝熱管５２内で天然ガスが生成され、これらの天然ガスが上部ヘッダ５５ａ内に合流する。この天然ガスは、さらに、加温部５０Ｂを構成する屈曲管内で加温され、最終的に各需要地に配給される。
特開２００５−１５６１４１号公報

前記の気化装置では、加温部５０Ｂにおける伝熱管５２の下端同士を接続する下側の接続管５４ｂが全て同一高さとなるように配置され、これら下側の接続管５４ｂが蒸発部５０Ａの下部ヘッダ５５ｂと同一高さ、若しくは僅かに低くなるように配置されている。そのため、蒸発部５０Ａにおいて液化天然ガスと伝熱管５２を介して熱交換して冷却された外気（冷気）が当該伝熱管５２に沿って降下し、この降下した冷気が設置面Ｇに沿って広がる際に、前記下側の接続管５４ｂを含む屈曲管下部が前記冷気に接触する。

そのため、加温部５０Ｂにおいて、前記屈曲管内で加温されて前記冷気よりも昇温した天然ガスが当該屈曲管内を降下して前記冷気と接触する屈曲管下部に到達した際に、この冷気によって冷却されて却って温度が下がる場合がある。このように屈曲管内を流れる天然ガスの温度が上下することで、加温部５０Ｂにおいて前記天然ガスを効率良く加温することができないといった問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、内部を流れる天然ガスを効率良く加温することができる液化天然ガスの気化装置を提供することを課題とする。

そこで、上記課題を解消すべく、本発明に係る液化天然ガスの気化装置は、内部に前記液化天然ガスが流される流路を形成し、この流路に流される液化天然ガスと外気とを熱交換させることにより当該液化天然ガスを加温して蒸発させる蒸発部気化管及びその蒸発後の天然ガスをさらに加温する加温部気化管と、前記蒸発部気化管内に液化天然ガスを供給するための液化天然ガス供給手段と、を備え、前記蒸発部気化管は、上下方向に延び、且つ特定の水平方向に配列された複数本の蒸発部本管と、蒸発部本管の上端同士又は下端同士を接続する接続管とを備え、これらの蒸発部本管及び接続部材が前記液化天然ガス供給手段から供給された液化天然ガスを前記加温部気化管まで流すための流路を形成し、前記加温部気化管は、上下方向に延び、且つ前記特定の水平方向に配列された複数本の加温部本管と、互いに隣接する前記加温部本管の上端同士を接続する複数の上側接続管及び下端同士を接続する複数の下側接続管とを備え、これら上側接続管及び下側接続管が前記特定の水平方向において交互に配置されることで加温部本管、上側接続管及び下側接続管が前記蒸発部気化管から供給された気化した液化天然ガスを流すための蛇行流路を形成し、前記複数の下側接続管のうち少なくとも一部の下側接続管が前記蒸発部気化管における蒸発部本管の下端同士を接続する全ての前記接続管よりも設置面に対して上方に配置されることを特徴とする。

かかる構成によれば、前記一部の下側接続管は、設置面に対して前記蒸発部気化管の下側の全ての接続管や前記加温部気化管の残りの下側接続管よりも上方に配置、即ち、設置面から離れた位置に配置される。そのため、前記一部の下側接続管及び当該下側接続管に接続する加温部本管と蒸発部気化管から前記設置面に沿って流れてくる冷気との接触が防がれ若しくはその接触面積が有効に削減される。従って、加温部気化管における前記一部の下側接続管及び当該下側接続管に接続する加温部本管を流れる天然ガスが前記冷気によって冷却されることが防止され、若しくは有効に抑制される。その結果、前記一部の下側接続管及び当該下側接続管に接続する加温部本管を流れる天然ガスの温度の低下が防止若しくは有効に抑制され、これにより加温部気化管における天然ガスの加温効率が向上する。

本発明に係る液化天然ガスの気化装置においては、前記加温部気化管における下流から１本目又は複数本目の加温部本管に接続される前記下側接続管が前記蒸発部本管の下端同士を接続する全ての接続管よりも上方に配置される構成が好ましい。

このような構成とすることで、加温部気化管において、内部を流れる天然ガスに対する冷却防止効果がさらに高まる。

即ち、加温部気化管内を流れる天然ガスは、外気よりも温度が低いときには外気との熱交換によって下流ほど温度が高くなる。この温度が高くなった天然ガスが内部を流れる加温部気化管下流部の下側接続管が前記上方に配置されることで、前記下流部の下側接続管及び当該下側接続管に接続する加温部本管が設置面に沿って流れてくる冷気との接触が防がれ、若しくはその接触面積が有効に削減される。そのため、加温部気化管において、前記温度がより高くなる下流側の天然ガスの冷却が防がれ若しくは有効に抑制されるため、その結果、天然ガスの冷却防止効果がさらに高まる。

さらに、前記加温部気化管下流部の下部において前記蒸発部気化管から流れてくる冷気との接触が防がれ若しくはその接触面積が有効に削減されるため、当該加温部気化管下流部の下部が外気によって冷却されることがなく若しくは前記下部の冷却が有効に抑制される。そのため、前記加温部気化管下流部の下部において、液化天然ガス中の重質分が冷却されて滞留し当該加温部気化管を閉塞することが抑制される。

また、前記加温部気化管における前記複数本の加温部本管のうち前記上方に配置された下側接続管に接続される各加温部本管の長さが前記蒸発部気化管における全ての蒸発部本管の長さよりも短い構成であることが好ましい。

このような構成とすることで、加温部気化管の上部高さを抑えながら液化天然ガスの気化効率を十分に保つことができる。

即ち、蒸発部気化管では、内部を流れる液化天然ガスの温度が設置面に沿って流れる前記冷気よりも低い。そのため、この蒸発部気化管の下部が前記冷気と接触することでも内部を流れる液化天然ガスは前記冷気と熱交換によって加温される。従って、蒸発部気化管の下部が前記冷気と接触したとしても下側の接続管を設置面近傍に位置するように構成されることで、蒸発部気化管の液化天然ガスが加温される領域が確保される。その結果、蒸発部気化管を流れる液化天然ガスの温度が沸点に到達するよう十分に加温され、液化天然ガスの気化効率を十分に保つことができる。

また、前記上方に配置された下側接続管に接続する加温部本管の長さが短くなることで、加温部気化管の高さも抑えられる。

特に、前記加温部気化管における各上側接続管と前記蒸発部気化管における各蒸発部本管の上端同士を接続する接続管とがほぼ同一高さとなるように構成すれば、当該気化装置の全高を最小に抑えることができる。

また、前記接続管は、前記特定の水平方向において互いに隣接する前記蒸発部本管の上端同士又は下端同士を交互に接続し、前記蒸発部本管と共に蛇行流路を形成する接続管であり、前記液化天然ガス供給手段は、前記蒸発部気化管内で液化天然ガスが全て気化する流量で当該蒸発部気化管内に前記液化天然ガスを供給してもよい。

かかる構成によれば、蒸発部において、蒸発部本管の熱膨張による伸縮に基づく当該蒸発部本管と接続管との接続部位における内部応力の発生が抑制できる。

即ち、蒸発部気化管が上下に間隔をおいて平行となるように配管される一対の接続管、いわゆる下部ヘッダ及び上部ヘッダの間に上下に延びる複数の伝熱管が並列に配管された構成の場合、各伝熱管の上下両端がそれぞれ共通の接続管（ヘッダ）に接続されている。そのため、内部を流れる液化天然ガスの温度差に基づく各伝熱管の熱膨張（伸縮量）の違いにより両ヘッダと伝熱管との各接続部位に内部応力が生じ易い。これに対し、前記の構成によれば、一つの接続管には２本の蒸発部本管しか接続されていないため、接続管と蒸発部本管との接続部位に内部応力が生じ難くなる。

以上より、本発明によれば、内部を流れる液化天然ガスを効率良く加温することができる液化天然ガスの気化装置を提供することができる。

以下、本発明の第１実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

本発明に係る液化天然ガス（以下、単に「ＬＮＧ」とも称する。）の気化装置は、図１及び図２に示されるように、複数本の気化管１０と、これらの気化管１０を支持する支持フレーム２０と、液化天然ガス供給手段であるポンプ３０とを備える。気化管１０は、左右方向（図１においては奥行方向）に互いに平行に配列される。支持フレーム２０は、気化管１０を外側から支持して設置面Ｇ上に固定する。前記ポンプ３０は、各気化管１０内にＬＮＧを供給する。

各気化管１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属材料で構成され、図３に示されるような蛇行流路を形成する。この蛇行流路内では、ＬＮＧの気化、即ち天然ガス（以下、単に「ＮＧ」とも称する。）の生成と、ＮＧの加温とが行われる。具体的には、各気化管１０は、上下方向に延び且つ水平方向（本実施形態においては前後方向；図３では左右方向）に配列された複数本の本管１２と、互いに隣接する本管の上端同士又は下端同士を交互に接続するＵ字状の接続管１４とで構成される。

詳細には、複数本の本管１２には、長尺本管１２ａと短尺本管１２ｂとの２種類の長さがあり、気化管１０の上流側（本実施形態においては前側；図３では左側）に長尺本管１２ａが配置され、下流側（本実施形態においては後側；図３では右側）に短尺本管１２ｂが配置されている。これらの長尺本管１２ａと短尺本管１２ｂとは、上端位置が同じ高さ位置となるように配置される。即ち、長尺本管１２ａの下端よりも短尺本管１２ｂの下端の方が設置面Ｇに対して上方に位置するように配置されている。

このように配置された各本管１２（長尺本管１２ａ及び短尺本管１２ｂ）は、前記のように互いに隣接する本管１２の上端同士又は下端同士を交互に接続管１４で接続される。このように接続されることで、気化管１０上端部に配置される各接続管１４（上側接続管１４ａ）が全て同一高さ位置となる。このように、各上側接続管１４ａが同一高さとなるように気化管１０が構成されることで、当該気化管１０が支持フレーム２０によって設置面Ｇ上に固定された際に、後述する蒸発部１０Ａと加温部１０Ｂとのどちらか一方だけが高くなることがないためにどちらか一方の気化管１０上方に無駄な空間が生じない。即ち、当該気化装置の省スペース化及び低重心化が図られる。

尚、各上側接続管１４ａは、全て同一高さでなく、ほぼ同一高さに配置されていればよい。また、本実施形態においては、気化管１０は、設置面Ｇ上に自立する支持フレーム２０によって支持されているがこれに限定されず、例えば、外部フレームからサポートされることで支持されてもよい。

一方、気化管１０下端部に配置される各接続管１４（第１下側接続管１４ｂ及び第２下側接続管１４ｃ）は、長尺本管１２ａの下端同士を接続する第１下側接続管１４ｂよりも短尺本管１２ｂの下端同士を接続する第２下側接続管１４ｃの方が設置面Ｇに対して上方に位置するように配置されている。詳細には、各第１下側接続管１４ｂは、それぞれ同一高さに配置され、また、各第２下側接続管１４ｃは、前記第１下側接続管１４ｂよりも上方で且つそれぞれ同一高さに配置されている。

尚、本実施形態においては、本管１２の長さは２種類であるが、前記の蛇行流路を形成する気化管を構成した際に、加温部Ｂ下部に配置される接続管１４のうち少なくとも一部の接続管１４が蒸発部Ａ下部の全ての接続管１４よりも上方に配置されていれば３種類以上でもよい。また、気化管１０の上部に配置される各接続管１４が同一若しくはほぼ同一の高さに配置されず、異なる高さとなるように配置されている場合には、前記上方に配置された第２下側接続管１４ｃに接続される本管１２の長さは、蒸発部１０Ａの本管１２の長さと同一若しくは長くてもよい。

気化管１０は、具体的には、１２本の本管１２で構成され、この１２本の本管１２は、７本の長尺本管１２ａと５本の短尺本管１２ｂとで構成されている。本発明において、長尺本管１２ａ及び短尺本管１２ｂの長さは限定されないが、例えば各長尺本管１２ａの長さは４．８５ｍ、各短尺本管１２ｂの長さは、４．３５ｍが好適である。各本管１２がこのような長さにそれぞれ形成されることで、気化管１０が支持フレーム２０によって設置面Ｇに設置された際に、第１下側接続管１４ｂの下端と設置面Ｇとの間隔が０．８５ｍとなり、第２下側接続管１４ｃの下端と設置面Ｇとの間隔が１．３５ｍとなる。

各気化管１０のうち最も上流側（前側）に配置される本管１２（長尺本管１２ａ）の下端は、左右方向（図３では奥行方向）に延びる共通の入口ヘッダ１６に接続され、この入口ヘッダ１６の中央にＬＮＧ供給口１６ａが設けられており、このＬＮＧ供給口１６ａにポンプ３０が接続される。同様に、最も下流側（後側）に配置される本管１２（短尺本管１２ｂ）の下端は、図２に示すように左右方向に延びる共通の出口ヘッダ１８に接続され、この出口ヘッダ１８の中央にＮＧ排出口１８ａが設けられている。

各気化管１０の上流側部分は蒸発部１０Ａを構成し、下流側部分は加温部１０Ｂを構成する。蒸発部１０Ａは、その内部に形成された流路に流されるＬＮＧと外気とを熱交換させることにより当該ＬＮＧを加温して蒸発させる部分であり、加温部１０Ｂは、蒸発後のＮＧをさらに加温する部分である。これら蒸発部１０Ａと加温部１０Ｂとの境界は、装置の運転条件、特にポンプ３０の吐出流量によって変わる。本実施形態において、ポンプ３０は、定常運転状態において図３に示すように各気化管１０の中間部位よりもやや下流側の部位までが蒸発部１０Ａとなるような流量でＬＮＧの吐出を行う。尚、以下では、前記の気化管１０において、蒸発部１０Ａに相当する気化管１０の部位を蒸発部気化管１０ａとも称し、加温部１０Ｂに相当する気化管１０の部位を加温部気化管１０ｂとも称する。この場合、蒸発部気化管１０ａに配置される本管１２を蒸発部本管とも称し、加温部本管１０ｂに配置される本管１２を加温部本管とも称する。

蒸発部気化管１０ａは、前記のように上下に蛇行するように構成されることで、蒸発部気化管１０ａを構成する各本管１２の熱膨張による伸縮に基づく当該本管１２と接続管１４との接続部位における内部応力の発生が抑制できる。即ち、蒸発部気化管１０ａ（蒸発部１０Ａ）が後述するようないわゆる並列管、即ち、上下に間隔をおいて平行となるように配管される一対の接続管１５ａ，１５ｂの間に上下に延びる複数の長尺本管１２ａが並列に配管された構成の場合（図４（ａ）参照）、各長尺本管１２ａの上下両端がそれぞれ共通の接続管１５ａ又は１５ｂに接続されている。そのため、内部を流れるＬＮＧの温度差に基づく各長尺本管１２ａの熱膨張（伸縮量）の違いにより両接続管１５ａ，１５ｂと長尺本管１２ａとの各接続部位に内部応力が生じ易い。これに対し、前記蛇行する構成によれば、一つの接続管１４（上側接続管１４ａ、第１下側接続管１４ｂ又は第２下側接続管１４ｃ）には２本の本管１２しか接続されていないため、接続管１４と本管１２との接続部位に内部応力が生じ難くなる。

各本管１２は、直管状の管本体と、複数枚のフィン（図示せず）とで構成される。各フィンは、管本体から放射状に延び、当該管本体内を流れるＬＮＧ又はＮＧと外気との熱交換を促進する。また、前後左右に互いに隣接するフィン同士は、連結部（図示せず）を介して相互に連結される。

支持フレーム２０は、全気化管１０を外側から囲む形状のフレーム本体２２と、このフレーム本体２２を設置面（地面）Ｇ上に支える脚部２４とを有する。各気化管１０は、その適所（好ましくは本管１２の上下方向の中間部位）がフレーム本体２２に溶接等で連結されることにより、当該フレーム本体２２に空中で保持される。

この気化装置において、ポンプ３０から入口ヘッダ１６内に供給されるＬＮＧは、当該入口ヘッダ１６から各気化管１０内に分流する。そして、各気化管１０内を蛇行するうちに当該気化管１０を介して外気と熱交換することにより昇温し、沸点に達した時点で気化する。この気化が完了するまでの気化管１０の領域が蒸発部１０Ａに相当する。その下流側の加温部１０Ｂでは、前記気化により生成されたＮＧがさらに加温され、出口ヘッダ１８で合流してからＮＧ排出口１８ａを通じて排出される。

この気化装置では、従来のように蒸発部の各下側接続管と加温部の各下側接続管とが全てほぼ同じ高さ位置となるように配置された気化装置（図４（ａ）参照）と異なり、第２下側接続管１４ｃが設置面Ｇに対して第１下側接続管１４ｂよりも上方に配置されている。そのため、蒸発部１０Ａから設置面Ｇに沿って流れてくる蒸発部気化管１０ａによって冷却された外気（以下、単に「冷気」と称する；図４（ｂ）参照）が第２下側接続管１４ｃの下方を通過することによりこの冷気と第２下側接続管１４ｃとの接触が防止、又は有効に抑制される。よって、加温部気化管１０ｂ内を流れるＮＧがこの冷気によって冷却されて温度低下することが有効に抑制され、その結果、加温部気化管１０ｂ内を流れるＮＧの加温効率が向上する。

尚、前記冷気は、蒸発部１０ＡにおいてＬＮＧと本管１２（長尺本管１２ａ）を介して熱交換することで冷却された外気（冷気）であり、当該冷気が本管１２に沿って降下し、この降下した冷気が設置面Ｇに沿って広がる。本実施形態において、この設置面Ｇに沿って広がる冷気の最も温度の低い冷気が降下する位置は、最上流の本管１２（長尺本管１２ａ）の下方であり、その温度は、気温２５℃で運転時間が４時間程度の場合、設置面Ｇから上方に１ｍの位置で−２０℃程度である。また、この冷気が設置面に沿って加温部１０Ｂに流れた際に、当該加温部１０Ｂ下方における蒸発部１０Ａから気化管１０の方向に沿って最も離れた位置での温度は、設置面Ｇから上方に１ｍの位置で５℃程度となる。

また、第２下側接続管１４ｃと設置面Ｇとの間隔が大きくなることで、気化装置の外部から冷却されていない外気が第２下側接続管１４ｃと設置面Ｇとの間に流入し易くなる（図５（ｂ）の矢印α）。そして、前記間に外気が流入することで、前記設置面Ｇに沿って流れる冷気が加温部気化管１０ｂの下方から排出されるのが促進され、より第２下側接続管１４ｃ及び当該第２下側接続管１４ｃに接続する短尺本管１２ｂが冷却され難くなる。このように冷却されていない外気が第２下側接続管１４ｃと設置面Ｇとの間に流入することで、加温部気化管１０ｂ内を流れるＮＧは、より効率良く加温される。

尚、本実施形態において、前記冷気は、図４（ｂ）に示されるように、第２下側接続管１４ｃの下方を通過するため、第２下側接続管１４ｃ及び当該第２下側接続管１４ｃに接続する短尺本管１２ｂと直接には接触しない。しかし、仮に第２下側接続管１４ｃが前記冷気に接触するような高さ位置に配置されていたとしても、第１下側接続管１４ｂよりも上方に配置されることで、第２下側接続管１４ｃ及び当該第２下側接続管１４ｃに接続する短尺本管１２ｂと前記冷気との接触する程度は、従来よりも小さい。そのため、内部を流れるＮＧの温度低下が従来よりも抑制され、加温部気化管１０ｂにおけるＮＧの加温効率は向上する。

また、前記のように下流側に短尺本管１２ｂ及び第２下側接続管１４ｃが配置されるように気化管１０が構成されることで、加温部気化管１０ｂにおいて、温度がより高くなる下流側の天然ガスの冷却が防がれ若しくは有効に抑制されるため、その結果、天然ガスの冷却防止効果がさらに高まる。

即ち、加温部気化管１０ｂ内を流れるＮＧは、通常、外気との熱交換によって下流ほど温度が高くなる。このように温度が高くなるほど、蒸発部１０Ａから流れてくる冷気との温度差が大きくなり、冷却された際の温度低下が大きくなる。そのため、この温度が高くなったＮＧが内部を流れる加温部気化管１０ｂにおける下流部の下側接続管１４ｃが前記上方に配置されることで、前記下流部の第２下側接続管１４ｃ及び当該第２下側接続管に接続する短尺本管１２ｂが設置面Ｇに沿って流れてくる冷気との接触が防がれ、若しくはその接触面積が有効に削減される。そのため、加温部気化管１０ｂにおいて、前記温度がより高くなる下流側の天然ガスの冷却が防がれ若しくは有効に抑制されるため、その結果、天然ガスの冷却防止効果がさらに高まる。

さらに、加温部気化管１０ｂの下流部でＬＮＧ中の重質分が冷却されて加温部気化管１０ｂ下部に滞留し当該加温部気化管１０ｂを閉塞することが抑制される。即ち、ＬＮＧ中には重質分といわれるメタン等よりも蒸発し難い物質が少量含まれる場合がある。この場合、従来の天然ガスの気化装置（図４（ａ）参照）のように蒸発部５０Ａの気化管（伝熱管）から流れてくる冷気によって加温部５０Ｂの気化管の下部が冷却されて低温に保たれると、当該加温部５０Ｂの気化管内で前記重質分が冷却されて滞留し、当該加温部５０Ｂの気化管を閉塞することが懸念される。しかし、本実施形態によれば、加温部気化管１０ｂ下流部の下部において前記蒸発部気化管１０ａから流れてくる冷気との接触が防がれ若しくはその接触面積が有効に削減されるため、外気によって冷却されることがなく若しくは冷却が有効に抑制される。その結果、加温部気化管１０ｂ下部において、前記重質分が冷却されて滞留し、当該加温部気化管１０ｂを閉塞することが抑制される。

また、気化管１０は、加温部気化管１０ｂを構成する短尺本管１２ｂが蒸発部気化管１０ａを構成する長尺本管１２ａよりも短くなるように構成されることで、加温部気化管１０ｂの上部高さを抑えながら蒸発部気化管１０ａにおけるＬＮＧの気化効率を十分に保つことができる。

即ち、蒸発部気化管１０ａでは、内部を流れるＬＮＧの温度が前記冷気よりも低い。そのため、この蒸発部気化管１０ａの下部が前記冷気と接触することでも内部を流れるＬＮＧは前記冷気と熱交換によって加温される。従って、蒸発部気化管１０ａの下部が前記冷気と接触したとしても第１下側接続管１４ｂを設置面Ｇ近傍に位置するように構成されることで、蒸発部気化管１０ａの液化天然ガスが加温される領域が十分に確保される。その結果、蒸発部気化管１０ａを流れるＬＮＧが十分に加温されるためＬＮＧの気化効率を十分に保つことができる。また、短尺本管１２ｂの長さが短くなることで、加温部気化管１０ｂの高さも抑えられる。

次に、本発明の第２実施形態について図５を参照しつつ説明するが、上記第１実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成ついてのみ詳細に説明する。

各気化管１０の蒸発部１０Ａは、上下方向に延び且つ水平方向（本実施形態においては前後方向；図５では左右方向）に配列された複数本の長尺本管（蒸発部本管）１２ａと、各長尺本管１２ａの上端同士又は下端同士を接続する接続管１５とを備える。接続管１５は、水平方向に延び、蒸発部１０Ａには上方に配置される上側の接続管（上側接続管）１５ａと、この上側接続管１５ａの下方に配置される接続管（下側接続管）１５ｂとがある。これら上側接続管１５ａと下側接続管１５ｂとの間に複数本の長尺本管１２ａが配置される。これら長尺本管１２ａは、両接続管１５ａ，１５ｂの長手方向に沿って配列され、その上下端がそれぞれ共通の上側接続管１５ａ及び下側接続管１５ｂに接続される。各下側接続管１５ｂは、左右方向（図５では奥行方向）に延びる共通の入口ヘッダ１６に接続され、この入口ヘッダ１６の中央にＬＮＧ供給口（図示せず）が設けられており、このＬＮＧ供給口にポンプ３０が接続される。各上側接続管１５ａは、渡り管１５ｃによって対応する加温部気化管１０ｂに接続されている。

このように構成される蒸発部１０Ａを備えた気化装置において、ポンプ３０から入口ヘッダ１６内に供給されるＬＮＧは、当該入口ヘッダ１６から各下側接続管１５ｂ内に分流し、各下側接続管１５ｂにおいて各長尺本管１２ａ内にさらに分流する。そして、ＬＮＧは、各長尺本管１２ａ内を上昇するうちに当該長尺本管１２ａを介して外気と熱交換することにより昇温し、沸点に達した時点で気化する。この気化したＬＮＧ、即ち、ＮＧは、各上側接続管１５ａで合流してから渡り管１５ｃを通じて下流側の加温部１０Ｂ（加温部気化管１０ｂ）に送られる。加温部１０Ｂでは、各加温部気化管１０ｂ内を蛇行しつつ前記気化により生成されたＮＧがさらに加温され、出口ヘッダ１８で合流してからＮＧ排出口（図示せず）を通じて排出される。

蒸発部１０Ａ（蒸発部気化管１０ａ）がこのような構成（いわゆる並列管）であっても、第２下側接続管１４ｃは、設置面Ｇに対して蒸発部気化管１０ａの下側接続管１５ｂよりも上方に配置される。そのため、第１実施形態同様、第２下側接続管１４ｃ及び当該第２下側接続管１４ｃに接続する短尺本管１２ｂと蒸発部Ａから設置面Ｇに沿って流れてくる冷気との接触が防がれ、若しくはその接触面積が有効に削減される。従って、加温部気化管１０ｂを流れるＮＧが前記冷気によって冷却されることが防がれ若しくは有効に抑制される。その結果、加温部気化管１０ｂを流れるＮＧの温度の低下が防止若しくは有効に抑制され、これにより、加温部気化管１０ｂにおけるＮＧの加温効率が向上する。

尚、本発明に係るＬＮＧの気化装置は、上記第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、第１及び第２実施形態においては、蒸発部気化管１０ａを構成する本管（蒸発部本管）１２を全て長尺本管１２ａとし、加温部気化管１０ｂを構成する本管（加温部本管）１２を全て短尺本管１２ｂとしている。しかし、これに限定される必要はなく、加温部気化管１０ｂにおいて、本管（加温部本管）１２は、一部が短尺本管１２ｂで残りが長尺本管１２ａであってもよい。この場合、加温部１０Ｂの下流側が短尺本管１２ｂで構成され、上流側が長尺本管１２ａで構成（例えば、図３において、右端から３本目までが短尺本管１２ｂで、右端から４本目と５本目とが長尺本管１２ａで構成）されるのが好ましい。

このような構成とすることで、加温部気化管１０ｂにおいて長尺本管１２ａよりも短い短尺本管１２ｂを用いても、内部を流れるＮＧを目標温度まで十分に加温することができる。即ち、加温部気化管１０ｂの上流側では、内部を流れるＮＧの温度が気化して間もないため前記冷気よりも温度が低く、この上流側の第１下側接続管１４ｂ及び当該第１下側接続管１４ｂに接続される長尺本管１２ａが前記冷気と接触することによって内部を流れるＮＧは加温される。従って、上記構成とすることで、加温部気化管１０ｂの上流側では当該加温部気化管１０ｂの下部が前記冷気と接触することでＮＧの加温される領域がより多く確保されると共に、前記冷気よりも昇温したＮＧが流れる部位では下側接続管が前記冷気よりも上方に配置されることで内部を流れるＮＧが冷却されない。そのため、当該加温部気化管１０ｂにおいては、ＮＧがより効率良く加温される。

また、例えば、図３の加温部気化管１０ｂにおいて、右端から４本目と５本目の本管（加温部本管）１２が短尺本管１２ｂで、他の本管（加温部本管）１２が長尺本管１２ａとなるように加温部気化管１０ｂが構成されてもよい。このように、加温部１０Ｂの中間部下側の接続管１４が第２下側接続管１４ｃとなるように加温部気化管１０ｂが構成されても、当該部位内を流れるＮＧの温度低下がなくなる、若しくは少なくなることで、従来の気化管に比べ、当該加温部気化管１０ｂでのＮＧの加温が効率良く行われる。

加温部気化管１０ｂを構成する加温部本管の上端同士を接続する各接続管が同一高さでなくてもよい。その場合でも、加温部本管が短ければ、その分天部高さを抑えることができる。また、蒸発部気化管１０ａを構成する蒸発部本管の長さや当該蒸発部本管の上端同士を接続する各接続管の高さも必ずしも統一されていなくてもよい。

第１実施形態に係るＬＮＧの気化装置の側面図である。 同実施形態に係るＬＮＧの気化装置の背面図である。 同実施形態に係るＬＮＧの気化装置に含まれる各気化管の側面図である。 冷気の流れを示す模式図であって、（ａ）は従来のＬＮＧの気化装置における冷気の流れを示す模式図であり、（ｂ）は第１実施形態に係るＬＮＧの気化装置における冷気の流れを示す模式図である。 第２実施形態に係るＬＮＧの気化装置の構成図である。

符号の説明

１０ａ 蒸発部気化管
１０ｂ 加温部気化管
１２ 本管
１４ 接続管
３０ ポンプ（液化天然ガス供給手段）
Ｇ 設置面

Claims (5)

1. 液化天然ガスを気化するための装置であって、
   内部に前記液化天然ガスが流される流路を形成し、この流路に流される液化天然ガスと外気とを熱交換させることにより当該液化天然ガスを加温して蒸発させる蒸発部気化管及びその蒸発後の天然ガスをさらに加温する加温部気化管と、前記蒸発部気化管内に液化天然ガスを供給するための液化天然ガス供給手段と、を備え、
   前記蒸発部気化管は、上下方向に延び、且つ特定の水平方向に配列された複数本の蒸発部本管と、蒸発部本管の上端同士又は下端同士を接続する接続管とを備え、これらの蒸発部本管及び接続部材が前記液化天然ガス供給手段から供給された液化天然ガスを前記加温部気化管まで流すための流路を形成し、
   前記加温部気化管は、上下方向に延び、且つ前記特定の水平方向に配列された複数本の加温部本管と、互いに隣接する前記加温部本管の上端同士を接続する複数の上側接続管及び下端同士を接続する複数の下側接続管とを備え、これら上側接続管及び下側接続管が前記特定の水平方向において交互に配置されることで加温部本管、上側接続管及び下側接続管が前記蒸発部気化管から供給された気化した液化天然ガスを流すための蛇行流路を形成し、
   前記複数の下側接続管のうち少なくとも一部の下側接続管が前記蒸発部気化管における蒸発部本管の下端同士を接続する全ての前記接続管よりも設置面に対して上方に配置されることを特徴とする液化天然ガスの気化装置。
2. 請求項１に記載の液化天然ガスの気化装置において、
   前記加温部気化管における下流から１本目又は複数本目の加温部本管に接続される前記下側接続管が前記蒸発部本管の下端同士を接続する全ての接続管よりも上方に配置されることを特徴とする液化天然ガスの気化装置。
3. 請求項２に記載の液化天然ガスの気化装置において、
   前記加温部気化管における前記複数本の加温部本管のうち前記上方に配置された下側接続管に接続される各加温部本管の長さが前記蒸発部気化管における全ての蒸発部本管の長さよりも短いことを特徴とする液化天然ガスの気化装置。
4. 請求項３に記載の液化天然ガスの気化装置において、
   前記加温部気化管における各上側接続管と前記蒸発部気化管における各蒸発部本管の上端同士を接続する接続管とがほぼ同一高さとなるように構成されていることを特徴とする液化天然ガスの気化装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液化天然ガスの気化装置において、
   前記接続管は、前記特定の水平方向において互いに隣接する前記蒸発部本管の上端同士又は下端同士を交互に接続し、前記蒸発部本管と共に蛇行流路を形成する接続管であり、
   前記液化天然ガス供給手段は、前記蒸発部気化管内で液化天然ガスが全て気化する流量で当該蒸発部気化管内に前記液化天然ガスを供給することを特徴とする液化天然ガスの気化装置。

Images