JP6515060B2 - 気化器 - Google Patents
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Description
(気化器の構成)
図1に示すように、気化器100は、筒状の本体容器10と、本体容器10内に配置される蛇行状に形成された伝熱管20とを備える。伝熱管20の一方の端部はLNG供給口31であり、他方の端部はNG排出口32である。NGとは、LNGが気化したガス(天然ガス)のことである。また、本体容器10内には、LNGを気化させるための加熱用流体としての温水(水)が流される。
本体容器10は、その内部に温水が供給される筒形状の容器であり、円筒状の本体部11と、本体部11の両端を閉塞する蓋部12、13とを有して構成される。本実施形態では、本体容器10の軸方向(以下、「容器軸方向」と称する)が水平となるように、本体容器10を支持部材90によって支持しているが、容器軸方向が水平となるように配置することは必須ではない。例えば、容器軸方向が水平に対して少し傾斜していてもよいし、さらには、容器軸方向が鉛直方向となるように、本体容器10が横ではなく縦に配置されてもよい。また、本体容器10の容器軸方向に対する直交断面の形状は、円形に限定されず、例えば多角形等とすることも可能である。
伝熱管20は、LNGが流される配管であり、容器軸方向に沿って延びる直管部21と、容器軸方向の両端部に位置する反転部22とを組み合わせることで、全体として蛇行状に形成されている。以下、図1のA−A断面図である図2、図1のB−B断面図である図3、および図1のC−C断面図である図4を適宜参照しつつ、伝熱管20の詳細について説明する。
本体容器10内には、筒形状を有する中空の断面積低減部材50が配置される。断面積低減部材50は、本体容器10内を流れる温水の流速を大きくすべく、容器軸方向に直交する断面(以下、「直交断面」と称する)における流路断面積を低減させるための部材であるとともに、伝熱管20の凍結をより防止するための部材である。断面積低減部材50により、本体容器10内を流れる温水の流路が、直交断面において2分割される。これにより、直交断面における流路断面積は、断面積低減部材50が無い場合に比べて低減する。本実施形態では、断面積低減部材50は円筒形状であるが、これに限定されるものではない。例えば、断面積低減部材50の断面形状を円形以外の多角形等としてもよい。
邪魔板60は、本体容器10の環状空間R内を温水が澱みなく流れるようにするための部材であり、図1などに示すように、容器軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状の部材である。図2〜図4に示すように、この邪魔板60は、容器軸方向に対する直交断面視において、容器軸方向から見て環状空間Rの径方向全体にわたって設けられている。これにより、本体容器10の内周面と、断面積低減部材50の外周面と、当該邪魔板60とにより、螺旋状に延びる温水(加熱用流体)の流路が本体容器10の中に形成される。なお、邪魔板60には、伝熱管20と同等の径を有する円形の孔60a〜60hが形成されており、伝熱管20の各直管部21a〜21hが、それぞれ、各孔60a〜60hに挿入されるように構成されている。
図1中の下方に、本体容器10内における温水の流れを示している。図示を省略する温水供給管からの温水は、温水供給ノズル41から断面積低減部材50の中に流れ込む。温水は、断面積低減部材50の中を、その右端部から左端部へ向けて容器軸方向に流れる。断面積低減部材50の左端部に到達した温水は、断面積低減部材50の左端の面にあけられた複数の孔50aから噴出し、反転する。その後温水は、環状空間R内を、その左端部から右端部へ向けて螺旋状に流れる。右端部に達した温水は、温水排出ノズル42から本体容器10外へ排出される。なお、断面積低減部材50の内部のうちの右端部は、環状空間R内のうちの右端部よりも圧力が高くなるため、一部の温水は、断面積低減部材50の外周面のうちの右端部側の面にあけられた複数の孔50bから、環状空間R内に噴出する。環状空間R内には螺旋状の流れが発生しているため、孔50bから噴出した温水は、本体容器10内の左端部で反転して流れてきた温水により、同じく螺旋状の流れとなり、まずは、伝熱管20のうちの2段目の直管部21bに当たり、その後、1段目の直管部21aに当たる。伝熱管20のうちの直管部21aおよび直管部21bの右端部部分は、当該部分でLNGが最も多く気化するため、伝熱管20全体の中で最も凍結し易い部分である。上記構成によると、直管部21aおよび直管部21bの右端部部分に、本体容器10内に供給されて間もない、すなわち温度低下をあまりしていない温水を当てることができ、これにより、当該部分での伝熱管20の凍結を抑制することができる。
本実施形態の気化器100によれば、伝熱管20が配置された環状空間Rに加えて、断面積低減部材50の内部にも温水が流れるようにされているので、LNGが流れる伝熱管20の凍結をより防止することができる。これにより、使用する温水のさらなる低温化を実現し得る。また、温水の供給管および排出管の接続部(温水供給ノズル41および温水排出ノズル42)を本体容器10の一方の端部にまとめることができるので、接続する温水の供給管および排出管の取り回しも簡単になる。
図5,6は、第2実施形態の気化器101を示す図である。なお、以下の説明では、第1実施形態の気化器100を構成する部材と同じ部材については、同じ符号を付している。
前記した気化器100,101では、断面積低減部材50の一方の軸方向端部に温水(加熱用流体)の供給口としての温水供給ノズル41を設け、断面積低減部材50の他方の軸方向端部に開口としての複数の孔50aをあけることで、断面積低減部材50の一方の軸方向端部から当該断面積低減部材50の内部へ温水が供給され、その後、温水が、断面積低減部材50の他方の軸方向端部から出て反転して環状空間Rを流れるようにしている。
20:伝熱管
21:直管部
22:反転部
41:温水供給ノズル(加熱用流体の供給口)
42:温水排出ノズル42(加熱用流体の排出口)
50:断面積低減部材
50a:孔(開口)
50b:孔(断面積低減部材の外周面のうちの一方の軸方向端部側の面に開けられた孔)
60,61:邪魔板
100,101:気化器
R:環状空間
Claims (5)
- 液化ガスを加熱用流体により気化させる気化器であって、
筒形状の本体容器と、
前記本体容器の軸方向に沿って延びる筒形状を有し、前記軸方向から見て前記本体容器内の中央部に配置された断面積低減部材と、
前記本体容器の内周面と前記断面積低減部材の外周面との間の環状空間に配置された、前記液化ガスが流される伝熱管と、
を備え、
前記伝熱管は、前記軸方向に沿って延びる直管部と、前記軸方向の端部に位置する反転部とを有して蛇行状に形成され、
前記断面積低減部材の一方の軸方向端部から当該断面積低減部材の内部へ前記加熱用流体が供給され、その後、当該加熱用流体が、前記断面積低減部材の他方の軸方向端部から出て反転して前記環状空間を流れるように構成されている、または、前記環状空間の一方の軸方向端部から当該環状空間の内部へ前記加熱用流体が供給され、その後、当該加熱用流体が、前記環状空間の他方の軸方向端部で反転して前記断面積低減部材の内部を流れるように構成されている、
ことを特徴とする気化器。 - 請求項1に記載の気化器において、
前記軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状の邪魔板が前記環状空間に配置されていることを特徴とする気化器。 - 請求項1に記載の気化器において、
前記軸方向から見たときの前記環状空間内での位置を変えつつ、前記軸方向に複数設けられる邪魔板が、前記環状空間に配置されていることを特徴とする気化器。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の気化器において、
前記断面積低減部材の一方の軸方向端部に前記加熱用流体の供給口が設けられており、前記断面積低減部材の他方の軸方向端部に開口が形成されていることで、前記断面積低減部材の一方の軸方向端部から当該断面積低減部材の内部へ前記加熱用流体が供給され、その後、当該加熱用流体が、前記断面積低減部材の他方の軸方向端部から出て反転して前記環状空間を流れることを特徴とする気化器。 - 請求項4に記載の気化器において、
前記断面積低減部材の外周面のうちの前記一方の軸方向端部側の面に孔が開けられていることを特徴とする気化器。
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