JP6034610B2

JP6034610B2 - 液化燃料ガス気化装置

Info

Publication number: JP6034610B2
Application number: JP2012161372A
Authority: JP
Inventors: 和広大木; 祥介八木; 守谷　和行; 和行守谷
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: JP2014020499A

Description

本発明は、液化燃料ガス気化装置に係り、特に、ガス燃料の燃焼熱で加熱した熱媒液で液化燃料ガスを気化させる液化燃料ガス気化装置に関する。

ＬＰＧ（液化石油ガス）などの液相の液化燃料ガスは、液化燃料ガス気化装置によって気化させてガス燃料として用いられている。液化燃料ガス気化装置は、例えば、電気ヒータにより液相の液化燃料ガスを加熱して気化させる方式、あるいはガス燃料の燃焼熱で加熱した熱媒液で液化燃料ガスを気化させる方式のものが用いられる。

ところで、液化燃料ガス気化装置で気化された液化燃料ガスは可燃性ガスであるから、装置から漏れ出た可燃性ガスの空気中における濃度が一定の濃度（爆発下限界濃度という。）を越えると、電気火花や火炎などが着火源となって爆発的に燃焼するおそれがある。そこで、可燃性ガスが漏れ出るおそれがある危険場所では、電気火花を発生する電気ヒータ、制御スイッチ、その他の電気機器には防爆型のものを用いることが要求される。しかし、防爆型の電気機器は一般に高価であるから設備費が増大するという問題がある。また、電気ヒータの消費電力を発電する際のＣＯ_２排出量が、液化ガス燃料の燃焼熱で直接的に加熱する場合に比べて大きいという問題がある。

そこで、特許文献１に、可燃性ガスが漏れ出るおそれがある危険場所でも安全に使用でき、かつＣＯ_２排出量を少なくできるガス燃料の燃焼熱で加熱する液化燃料ガス気化装置が提案されている。同文献によれば、熱媒液である水を貯留した水槽内に、ガス燃料を燃焼するバーナを備えた伝熱性の燃焼室と、燃焼排ガスを外気に放出する伝熱性の排気筒を収容し、バーナの燃焼熱で水槽内の水を加熱し、水槽内に配設した伝熱管に液相の液化燃料ガスを流通して、液化燃料ガスを気化させるようにしている。また、バーナに接続してガス燃料の供給を制御する制御弁を備えた燃料供給管を内圧容器内に収容し、その内圧容器内に非危険場所から送風機により吸引した空気を供給して内圧容器内を正圧に保持するとともに、その内圧容器内の空気の一部をバーナの燃焼用空気として用いるようにしている。

このように構成される特許文献１に記載の液化燃料ガス気化装置によれば、内圧容器内を正圧（例えば、５０Ｐａ）に保持することにより、内圧容器内に可燃性ガスが侵入するのを防止できる。そのため、内圧容器内に収容される燃料供給管に設けられる制御弁、電磁弁、あるいは内圧容器内の圧力を制御する圧力スイッチなどの、各種の電気機器を防爆型にする必要がないから、安全性が向上するとともに、設備コストを下げることができる。

特開２００１−１１６１９７号公報

しかしながら、特許文献1に記載の液化燃料ガス気化装置によれば非危険場所から可燃性ガスを含まない清浄な空気を吸い込んで、内圧容器に供給しなければならないから、そのための空気吸引配管が長くなり、設備工事が大変であるという問題がある。また、バーナの周辺電気機器を内圧容器内に収容しなければならないから、内圧容器が大きくなって設備費用が高くなるという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、ＣＯ_２排出量を少なくできるガス燃料の燃焼熱で加熱する方式の利点を有し、さらに設備費用を低減して、安全性を確保することができる液化燃料ガス気化装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、熱媒液を貯留する熱媒槽と、該熱媒槽内に配設され一端から気化対象の液相の液化燃料ガスが流入され、他端から気化された液化燃料ガスが流出される伝熱管と、前記熱媒槽内に配置されガス燃料を燃焼するバーナの燃焼室と、前記燃焼室の燃焼排ガスを外気に排出する排気筒と、前記バーナのガス燃料供給管に設けられガス燃料の供給を制御する制御弁と、前記バーナに燃焼用の空気を供給する送風機と、前記熱媒槽内の熱媒液の温度を検出する温度センサと、該温度センサの検出温度に基づいて前記バーナの点火装置と前記送風機を駆動制御するとともに前記制御弁を制御する制御盤と、前記制御盤に制御電源を供給する電源盤を備えてなる液化ガス気化装置において、少なくとも前記バーナと前記送風機と前記制御盤の周辺の可燃性ガス濃度を検出する防爆型ガス検知器を設け、前記電源盤は、可燃性ガスが存在しない非危険場所に設置され、前記防爆型ガス検知器が検出した可燃性ガス濃度が設定濃度を越えたとき、前記制御盤への制御電源の供給を停止することを特徴とする。

このように、本願発明によれば、防爆型ガス検知器を設けて、少なくともバーナと送風機と制御盤の周辺の可燃性ガス濃度を検出し、その濃度が設定濃度を越えたときに制御盤への制御電源の供給を停止するようにしたことから、バーナの点火装置、送風機、あるいは制御弁の制御信号を出力する制御盤への通電が停止されるので、それらの電気機器が着火源となるおそれを回避できる。その結果、ＣＯ_２排出量を少なくできるガス燃料の燃焼熱で加熱する方式の利点を保持し、装置を構成する電気機器を防爆型にしなくてよいから、設備費用を低減して、安全性を確保することができる。なお、バーナ部の表面温度、排気筒の表面温度等、可燃性ガスと接触する可能性のある部位は、可燃性ガスの着火温度未満に保持される。例えば、バーナは燃焼室に一体的に組み込み、送風機からバーナの外筒内に燃焼用空気を流してバーナの外筒を冷却することにより、バーナ部の表面温度を下げる。また、表面温度が高い範囲の排気筒の部分は熱媒槽内に配置する。

この場合において、可燃性ガス濃度の前記設定濃度は、前記可燃性ガスに対応して定められた爆発下限界濃度に基づいて設定されることを特徴とする。具体的には、前記設定濃度は、前記爆発下限界濃度の１５%〜２５%の範囲から選択される濃度に設定することができる。

さらに、前記電源盤は、前記防爆型ガス検知器が検出した可燃性ガス濃度が、前記爆発下限界濃度の５％を越え、１５%の未満の場合に警報を発するようにすることが望ましい。この警報により、液化ガス気化装置の運転員等は、電源盤が制御盤への通電を停止する前に、バーナ及び制御盤の周辺の可燃性ガス濃度を下げる対処、あるいは可燃性ガス濃度が増加しないように対処することができる。その結果、液化ガス気化装置の運転停止を回避することが可能になる。

本発明によれば、ＣＯ_２排出量を少なくできるガス燃料の燃焼熱で加熱する方式の利点を保有し、さらに設備費用を低減して、安全性を確保することができる液化燃料ガス気化装置を提供することができる。

本発明の液化燃料ガス気化装置の一実施形態のブロック構成図である。

以下、本発明の液化燃料ガス気化装置を実施形態に基づいて説明する。発明の液化燃料ガス気化装置の一実施形態は、図１に示すように、熱媒液である水を貯留する水槽１を備えて形成される。水槽１内には、例えばコイル状又はジグザグ状に形成された伝熱管２が配設されている。伝熱管２の一端は調整弁３を介して液相の液化燃料ガスの流入管４が接続され、伝熱管２の他端は気化された液化燃料ガスの流出管５が接続されている。液化燃料ガスの流入管４は、図示していない液化燃料ガス貯蔵槽に接続されている。また、液化燃料ガスの流出管５は、図示していない液化燃料ガスの使用機器等に接続されている。また、液化燃料ガスの流入管４の調整弁３の上流側にサーモ弁１８が設けられている。サーモ弁１８は、水槽１の貯留水中に挿入された感温部１９に接続され、貯留水の水温が設定温度以上になったら感温部１９によりサーモ弁１８を開くように形成されている。

水槽１内の底部に、ガス燃料を燃焼する燃焼室６が配設され、燃焼室６に連結されて、燃焼排ガスを外気に排出する排気筒７が配設されている。排気筒７は、水槽１内に配設された伝熱筒７aと、水槽１の側面から引き出されて鉛直に立ち上げられた煙突部７ｂから形成されている。煙突部７ｂの頂部には、傘７cが設けられている。燃焼室６が臨む水槽１の側壁には、バーナ８が設けられている。バーナ８は、ガス燃料を燃焼する１又は複数のノズルと、これらのノズルを包囲する外筒とから形成されている。バーナ８の外筒には送風機９が連結されている。送風機９の吸込み開口は送風機９の側面に開口され、送風機９により吸い込まれる周囲空気はバーナ８に送風されて燃焼用空気として用いられる。また、バーナ８の各ノズルには、ガス燃料供給管１０を介して、ガス燃料が供給されるようになっている。ガス燃料供給管１０には、ガス燃料の供給開閉及び流量を調整する制御弁１１が介装されている。ガス燃料としては、本実施形態の液化燃料ガス気化装置で気化される例えばＬＰＧを用いることができるが、これに限られるものではなく、他のガス燃料を用いることができる。

また、本実施形態では、水槽１の側面に水槽１内の水温を検出し、設定温度未満で閉じ、設定温度以上で開く温度スイッチ１２が設けられている。また、水槽１の上面部に水槽１内の水位を検出し、設定水位未満で閉じ、設定水位以上で開く水位スイッチ１３が取り付けられている。なお、温度スイッチ１２に代えて温度センサを用い、水位スイッチ１３に代えて水位センサを用いることができる。

また、水槽１の近傍に、制御盤１５が設けられ、制御盤１５には電源盤１６から制御電源が供給されるようになっている。電源盤１６は、水槽１の近傍ではなく、可燃性ガスが存在しない非危険場所に設置されている。制御盤１５には、温度スイッチ１２の出力信号と、水位スイッチ１３の出力信号が入力されている。制御盤１５は、入力される温度スイッチ１２と水位スイッチ１３の出力信号に基づいて、送風機９の駆動電源をオンオフして駆動制御し、バーナの点火装置１４に点火指令を出力してバーナを点火するとともに、制御弁１１の開度を制御するようになっている。

本実施形態では、可燃性ガス濃度を検出する防爆型ガス検知器２０を設けたことを特徴とする。防爆型ガス検知器２０は、少なくともバーナ８と、送風機９と、制御盤１５の周辺の可燃性ガス濃度を検出可能な位置に設置されている。電源盤１６は、防爆型ガス検知器２０が検出した可燃性ガス濃度が設定濃度を越えたとき、制御盤１５への制御電源の供給を停止するようになっている。

このように構成される実施形態の動作について説明する。防爆型ガス検知器２０が検出した可燃性ガス濃度が設定濃度を越えていなければ、電源盤１６から制御盤１５に制御電源が供給される。制御盤１５に液化燃料ガス気化装置の運転開始指令が入力されると、制御盤１５は水位スイッチ１３の出力信号に基づいて、水槽１内の水位が十分にあり、かつ温度スイッチ１２の出力信号に基づいて水温が設定値未満であることを確認する。そして、送風機９をオンし、制御弁１１を開いてバーナ８にガス燃料を供給し、バーナ８の点火装置１４に点火指令を出力する。これにより、バーナ８の燃焼が開始されて水槽１内の水温が上昇し、液相の液化ガス燃料を十分に気化させることができる。水槽１内の水温が設定温度以上になると温度スイッチ１２が開いて、バーナ８及び送風機９がオフされる。

次に、水槽１内の水温が設定温度以上になると感温部１９が動作してサーモ弁１８が開き、流入管４から液相の液化燃料ガスが伝熱管２に流通可能になる。液相の液化燃料ガスの流入管４に設けられた調節弁３は、伝熱管２に流入する液相の液化燃料ガスの圧力を設定圧に保持する圧力調節弁である。伝熱管２に流入された液相の液化燃料ガスは水槽１内の温水により加熱されて気化し、流出管５を介して使用場所に供給される。そして、水槽１内の水が蒸発等により減った場合は、水位スイッチ１３が開いて、制御盤１５に設けられた給水ランプを点灯させる。給水ランプが点灯した場合は、運転員が手動で図示していない補給水管から水位スイッチ１３が閉じるまで水槽１に水を補給する。

一方、防爆型ガス検知器２０は、市販されている防爆型ガス検知器であり、可燃性ガスの検出濃度を電源盤１６に出力する。電源盤１６には、可燃性ガスに対応して定められた爆発下限界濃度に基づいて、制御盤１５、バーナ８及び送風機９などの電気機器を停止する可燃性ガス濃度が設定されている。この設定濃度は、爆発下限界濃度の１５％〜２５％の範囲から選択される濃度（例えば、２５％）に設定されている。したがって、何らかの理由で、防爆型ガス検知器２０の周囲空気の可燃性ガス濃度が設定濃度以上になると、電源盤１６は制御盤１５への制御電源の供給（通電）を停止する。これにより、制御盤１５、バーナ８、送風機９、制御弁１１、温度スイッチ１２、水位スイッチ１３などの電気機器への通電が停止されるから、それらの周囲空気の可燃性ガス濃度が爆発下限界濃度に至る場合があっても、それらの電気機器が着火源となる爆発を防止できる。

また、電源盤１６は、防爆型ガス検知器２０が検出した可燃性ガス濃度が、爆発下限界濃度の５％を越え、１５%の未満の場合に警報を発するようになっている。この警報により、液化ガス気化装置の運転員等は、電源盤１６が制御盤１５への通電を停止する前に、バーナ８、制御盤１５、あるいは電気機器周辺の可燃性ガス濃度を下げる対処、あるいは可燃性ガス濃度が増加しないように対処することができる。これによれば、制御盤１５への通電停止が回避されるから、液化ガス気化装置の運転停止を回避することが可能になる。

以上説明したように、本実施形態によれば、防爆型ガス検知器２０を設けて、少なくともバーナ８と送風機９と制御盤１５の周辺の可燃性ガス濃度を検出し、その濃度が設定濃度を越えたときに制御盤１５への制御電源の供給を停止するようにしたことから、バーナ８の点火装置１４、送風機９、あるいは制御弁１１の制御信号を出力する制御盤１５への通電が停止されるので、それらの電気機器が着火源となるおそれを回避できる。その結果、ＣＯ_２排出量を少なくできるガス燃料の燃焼熱で加熱する方式の利点を保持し、装置を構成する電気機器を防爆型にしなくてよいから、設備費用を低減して、安全性を確保することができる。

なお、本実施例によれば、バーナ８の表面温度、排気筒７の表面温度等、可燃性ガスと接触する可能性のある部位は、可燃性ガスの着火温度未満に保持される。例えば、バーナ８は燃焼室６に一体的に組み込み、送風機９からバーナ８の外筒内に燃焼用空気を流してバーナ８の外筒を冷却することにより、バーナ８の表面温度を下げることができる。また、表面温度が高い範囲の排気筒７の部分は水槽１内に配置すればよい。

１水槽
２伝熱管
３調節弁
４流入管
５流出管
６燃焼室
７排気筒
８バーナ
９送風機
１１制御弁
１２温度スイッチ
１３水位スイッチ
１４点火装置
１５制御盤
１６電源盤
２０防爆型ガス検知器

Claims

熱媒液を貯留する熱媒槽と、該熱媒槽内に配設され一端から気化対象の液相の液化ガス燃料が流入され、他端から気化された液化燃料ガスが流出される伝熱管と、前記熱媒槽内に配置されガス燃料を燃焼するバーナの燃焼室と、前記燃焼室の燃焼排ガスを外気に排出する排気筒と、前記バーナのガス燃料供給管に設けられガス燃料の供給を制御する制御弁と、前記バーナに燃焼用の空気を供給する送風機と、前記熱媒槽内の熱媒液の温度を検出する温度センサと、該温度センサの検出温度に基づいて前記バーナの点火装置と前記送風機を駆動制御するとともに前記制御弁を制御する制御盤と、前記制御盤に制御電源を供給する電源盤を備えてなる液化ガス気化装置において、
少なくとも前記バーナと前記送風機と前記制御盤の周辺の可燃性ガス濃度を検出する防爆型ガス検知器を設け、前記電源盤は、可燃性ガスが存在しない非危険場所に設置され、前記防爆型ガス検知器が検出した可燃性ガス濃度が設定濃度を越えたとき、前記制御盤への制御電源の供給を停止することを特徴とする液化ガス気化装置。
請求項１に記載の液化ガス気化装置において、
可燃性ガス濃度の前記設定濃度は、前記可燃性ガスに対応して定められた爆発下限界濃度に基づいて設定されることを特徴とする液化ガス気化装置。
請求項２に記載の液化ガス気化装置において、
可燃性ガス濃度の前記設定濃度は、前記爆発下限界濃度の１５%〜２５%の範囲から選択される濃度に設定され、
さらに前記電源盤は、前記防爆型ガス検知器が検出した可燃性ガス濃度が、前記爆発下限界濃度の５％を越え、１５%の未満の場合に警報を発することを特徴とする液化ガス気化装置。