JP6525606B2 - Low temperature liquefied gas vaporizer - Google Patents
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Description
ここに開示する技術は、低温液化ガスの気化装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a low temperature liquefied gas vaporization apparatus.
特許文献1には、低温液化ガスの気化装置の1つとして、水中燃焼式気化装置(Submerged Combustion Vaporizer)が記載されている。水中燃焼式気化装置は、液化天然ガスといった低温液化ガスの気化装置の一つであり、水槽内に浸漬されかつ、バーナーからの燃焼ガスを、周面に形成された気泡噴出孔を通じて水中に噴出する複数のスパージパイプと、水槽内におけるスパージパイプの上側に配置された伝熱管を有する熱交換器と、を備えている。水中に気泡として噴出された燃焼ガスが水槽内の水を撹拌しつつ、伝熱管内を流れる低温液化ガスを加熱する。このことによって、低温液化ガスを気化させる。 Patent Literature 1 describes a submerged combustion vaporizer as one of the low-temperature liquefied gas vaporizers. The underwater combustion type vaporization device is one of the vaporization devices of low temperature liquefied gas such as liquefied natural gas, and is immersed in a water tank and ejects the combustion gas from the burner into water through bubble injection holes formed on the peripheral surface. And a heat exchanger having a heat transfer pipe disposed above the sparge pipe in the water tank. The combustion gas jetted out as bubbles in water stirs the water in the water tank and heats the low temperature liquefied gas flowing in the heat transfer pipe. This vaporizes the low temperature liquefied gas.
また、水中燃焼式気化装置と同様に、水槽内に配設したスパージパイプから高温のガスを気泡として噴出することによって、水槽内に浸漬した伝熱管内を流れる低温液化ガスを気化する気化装置として、スチームエジェクタ式気化装置等の、中間熱媒体式気化装置も知られている。 In addition, as a submerged combustion type vaporization device, as a vaporization device that vaporizes low temperature liquefied gas flowing in a heat transfer pipe immersed in a water tank by spouting high temperature gas as bubbles from a sparge pipe disposed in the water tank, Also known are intermediate heat medium vaporizers, such as steam ejector vaporizers.
前述の通り、水槽内に設置した各スパージパイプには、その周面に気泡噴出孔が形成されており、その気泡噴出孔は、スパージパイプの上面部分に設けられることが一般的である。この気泡噴出孔を通じて水中に噴出された気泡は、そのまま上昇して、熱交換器の伝熱管に到達する。水槽内に噴出されるガスの温度は、1000℃近いのに対し、伝熱管内を流れる低温液化ガスの温度は、−160℃程度である。水中に噴出された気泡、及び、それによって加熱された水は、スパージパイプから噴出された勢いのまま上昇をすることで、気泡及びその周囲の水は伝熱管に勢いよく衝突し、伝熱管における熱伝達が強まる。また、スパージパイプから噴出した気泡が、温度が低下しないうちに伝熱管に直ぐに到達して、伝熱管の外側を加熱するようになる。そのため、伝熱管の内外の温度差が大きくなって、伝熱管に作用する熱応力が大きくなる。 As described above, in each sparge pipe installed in the water tank, a bubble jet hole is formed on the circumferential surface, and the bubble jet hole is generally provided in the upper surface portion of the sparge pipe. The bubbles ejected into the water through the bubble ejection holes rise as they are and reach the heat transfer tubes of the heat exchanger. The temperature of the gas ejected into the water tank is close to 1000 ° C., while the temperature of the low temperature liquefied gas flowing in the heat transfer tube is about -160 ° C. The bubbles and the water heated by the bubbles ascend as they expelled from the sparge pipe, causing the bubbles and the surrounding water to vigorously collide with the heat transfer tube, and the heat in the heat transfer tube Transmission is strengthened. In addition, air bubbles ejected from the sparge pipe immediately reach the heat transfer tube before the temperature decreases, and heat the outside of the heat transfer tube. Therefore, the temperature difference between the inside and the outside of the heat transfer tube is increased, and the thermal stress acting on the heat transfer tube is increased.
水中燃焼式気化装置や中間熱媒体式気化装置は、急激な需要増加をカバーするためのエマージェンシー用としても使用されるものであり、起動と停止とが繰り返される場合がある。そのため、伝熱管の内外の温度差が大きくなることは、伝熱管の熱疲労を招く。 The underwater combustion type vaporization device and the intermediate heat medium type vaporization device are also used for emergency to cover a rapid increase in demand, and start and stop may be repeated. Therefore, the increase in the temperature difference between the inside and the outside of the heat transfer tube causes thermal fatigue of the heat transfer tube.
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、低温液化ガスの気化装置において、伝熱管の熱応力及び熱疲労を抑制することにある。 The technique disclosed herein has been made in view of the above point, and is to suppress thermal stress and thermal fatigue of a heat transfer tube in a low temperature liquefied gas vaporization device.
ここに開示する技術は、低温液化ガスの気化装置に係り、この気化装置は、水槽内に浸漬されかつ、周面に多数の気泡噴出孔が形成された複数のスパージパイプを有すると共に、高温のガスを、前記気泡噴出孔を通じて水中に噴出するよう構成された気泡噴出機構と、前記水槽内における前記気泡噴出機構の上側に配置されかつ、前記スパージパイプから噴出された気泡による水の攪拌と加熱とにより、伝熱管の内部を流れる低温液化ガスを気化するように構成された熱交換器と、を備える。 The technology disclosed herein relates to a low-temperature liquefied gas vaporization apparatus, which has a plurality of sparge pipes immersed in a water tank and having a large number of bubble injection holes formed on the circumferential surface, and a high-temperature gas A bubble injection mechanism configured to eject water into the water through the bubble injection holes, and agitation and heating of water by the air bubbles disposed above the bubble injection mechanism in the water tank and ejected from the sparge pipe. And a heat exchanger configured to vaporize the low temperature liquefied gas flowing inside the heat transfer tube.
そして、複数の前記スパージパイプはそれぞれ、前記高温のガスの流入端である基端から所定方向に延びて配設されると共に、その先端は閉塞しており、前記気泡噴出機構は、前記スパージパイプと前記伝熱管との間に介在するバッフルプレートを有していて、前記スパージパイプの少なくとも一部の前記気泡噴出孔から噴出された気泡を、前記バッフルプレートを迂回させつつ、前記熱交換器の前記伝熱管に到達させるように構成されている。 Then, each of the plurality of the Supajipaipu, together are arranged to extend from the proximal end is the inflow end of the high-temperature gas in a predetermined direction, the tip is closed, the air bubble ejection mechanism, said Supajipaipu the The heat transfer tube of the heat exchanger has a baffle plate interposed between the heat transfer tube and the air bubbles ejected from the bubble injection holes of at least a part of the sparge pipe while bypassing the baffle plate. It is configured to reach.
この構成によると、水槽内では、スパージパイプを有する気泡噴出機構が下側に、伝熱管を有する熱交換器が上側に配置されている。スパージパイプから噴出した高温のガスの気泡は上昇をして、水槽内の水を攪拌すると共に、気泡によって加熱された水と共に、伝熱管内を流れる低温液化ガスを加熱する。こうして、低温液化ガスが気化する。 According to this configuration, in the water tank, the bubble jetting mechanism having the sparge pipe is disposed on the lower side, and the heat exchanger having the heat transfer tube is disposed on the upper side. The bubbles of the high temperature gas spouted from the sparge pipe ascend to agitate the water in the water tank and heat the low temperature liquefied gas flowing in the heat transfer tube together with the water heated by the bubbles. Thus, the low temperature liquefied gas is vaporized.
前記の構成では、スパージパイプの少なくとも一部の気泡噴出孔から噴出された気泡は、バッフルプレートを迂回して熱交換器の伝熱管に到達する。気泡が迂回する、とは、スパージパイプの気泡噴出孔から水中に噴出した気泡が、噴出した勢いのまま上昇をして、直ぐに熱交換器の伝熱管に到達するのではなく、遠回りした上で、熱交換器の伝熱管に到達することを意味する。バッフルプレートを迂回することによって、気泡は、噴出した勢いのまま上昇をせず、勢いが弱まった後、主に浮力によって上昇をして伝熱管に到達する。こうして、気泡及びその周囲の水が、伝熱管に勢いよく衝突することが回避されるため、伝熱管における熱伝達が、その分、弱まる。 In the above configuration, the air bubbles ejected from the air bubble injection holes of at least a part of the sparge pipe bypass the baffle plate and reach the heat transfer pipe of the heat exchanger. The bubbles are diverted, that is, the bubbles spouted into the water from the bubble spouts of the sparge pipe rise with the spout force, and do not immediately reach the heat transfer tubes of the heat exchanger, but go around, It means reaching the heat transfer tube of the heat exchanger. By bypassing the baffle plate , the bubbles do not rise as they are spouted, and after they weaken, they rise mainly by buoyancy and reach the heat transfer tubes. Thus, the air bubbles and the water around them are prevented from vigorously colliding with the heat transfer tube, so the heat transfer in the heat transfer tube is weakened accordingly.
また、バッフルプレートを迂回することにより、気泡は、スパージパイプから水中に噴出した後、そのまま上昇をして、直ぐに熱交換器の伝熱管に到達する距離よりも長い距離を移動して、伝熱管に到達する。または、直ぐに伝熱管に到達するよりも長い時間をかけて伝熱管に到達する。バッフルプレートを迂回している間に、気泡と水槽内の水との間で熱交換が行われるため、気泡の温度が低下する。気泡が伝熱管に到達したときの気泡の温度は、気泡が迂回せずに伝熱管に到達した場合よりも低くなる。 Also, by bypassing the baffle plate , the air bubbles are spouted from the sparge pipe into the water and then rise as it is, and then travel a distance longer than the distance to reach the heat transfer tubes of the heat exchanger immediately to the heat transfer tubes. To reach. Alternatively, the heat transfer tube is reached in a longer time than the heat transfer tube is immediately reached. While bypassing the baffle plate , heat is exchanged between the air bubbles and the water in the water tank, so that the air bubbles decrease in temperature. The temperature of the bubble when the bubble reaches the heat transfer tube is lower than that when the bubble does not bypass and reaches the heat transfer tube.
こうして、伝熱管の内外の温度差が小さくなって、伝熱管に作用する熱応力が抑制される。また、伝熱管の熱疲労も抑制される。 Thus, the temperature difference between the inside and the outside of the heat transfer tube is reduced, and the thermal stress acting on the heat transfer tube is suppressed. In addition, thermal fatigue of the heat transfer tube is also suppressed.
前記スパージパイプの周面に形成された前記気泡噴出孔の少なくとも一部は、その孔軸が水平よりも下向きとなるように設けられた迂回気泡噴出孔である、としてもよい。 At least a part of the air bubble injection holes formed on the circumferential surface of the sparge pipe may be bypass air bubble injection holes provided such that the hole axis thereof is lower than the horizontal direction.
孔軸が下向きの迂回気泡噴出孔から噴出された気泡は、水槽内を下向きに移動すると共に、その噴出の勢いがほとんど無くなった後に、上昇に転じて伝熱管に到達する。気泡及びその周囲の水は、伝熱管に勢いよく衝突しないため、伝熱管における過剰な熱伝達が抑制される。 The air bubbles ejected from the bypass bubble ejection holes whose hole axis is downward move downward in the water tank and, after the momentum of the ejection is almost lost, they turn up and reach the heat transfer tube. Since the air bubble and the surrounding water do not collide with the heat transfer tube vigorously, excessive heat transfer in the heat transfer tube is suppressed.
また、下向きに移動する分だけ、気泡は、迂回することになり、伝熱管に到達したときの気泡の温度は低くなる。特にスパージパイプの下端近くに気泡噴出孔を形成すると、孔軸がほぼ真下を向くようになるから、水槽内を下向きに移動し、上昇に転じた後、スパージパイプを避けながら上昇をして、伝熱管に到達する。この場合は、気泡の迂回距離がさらに長くなる、又は、伝熱管に到達するまでの時間がさらに長くなるから、伝熱管に到達したときの気泡の温度は、さらに低くなる。 In addition, the air bubbles are diverted by the amount of downward movement, and the temperature of the air bubbles when reaching the heat transfer tube is lowered. In particular, if a bubble jet hole is formed near the lower end of the sparge pipe, the hole axis will be almost straight down, so it moves downward in the water tank and turns upward, then rises while avoiding the sparge pipe. To reach. In this case, the bubble detour distance is further increased, or the time to reach the heat transfer tube is further lengthened, so the temperature of the bubble when reaching the heat transfer tube is further lowered.
気泡噴出孔の孔軸を、水平よりも下向きにすることによって、伝熱管の熱応力の抑制、及び、熱疲労の抑制がそれぞれ、有効に行われる。 By setting the hole axis of the bubble injection hole to be lower than horizontal, suppression of the thermal stress of the heat transfer tube and suppression of thermal fatigue are effectively performed.
前記迂回気泡噴出孔は、前記スパージパイプの基端部に設けられている、としてもよい。 The bypass bubble injection hole may be provided at a proximal end of the sparge pipe.
スパージパイプの基端部は、先端部と比較して気泡の噴出量が相対的に多くなりがちであるが、スパージパイプの基端部に設ける気泡噴出孔を迂回気泡噴出孔とすることによって、前述の通り、スパージパイプの基端部の上方に位置する伝熱管に、気泡やその周囲の水が勢いよく衝突することが無くなり、伝熱管の熱応力の抑制、及び、熱疲労の抑制が図られる。 The proximal end of the sparge pipe tends to have a relatively large amount of bubbles ejected as compared to the distal end, but the above-mentioned bubble jet hole provided at the proximal end of the sparge pipe serves as the bypass bubble jet hole. As a result, air bubbles and water around them are not vigorously collided with the heat transfer tube located above the proximal end of the sparge pipe, so that the thermal stress of the heat transfer tube and the thermal fatigue can be suppressed.
ここで、スパージパイプの基端部は、所定方向に延びるスパージパイプにおいて、気泡噴出孔が形成されている部分を前記所定方向に2等分したときの基端側の部分における少なくとも一部としてもよく、また、スパージパイプの先端部は、気泡噴出孔が形成されている部分を2等分したときの先端側の部分における少なくとも一部としてもよい。 Here, the base end portion of the sparge pipe may be at least a part of the base end side of the sparge pipe extending in the predetermined direction when the portion in which the bubble injection holes are formed is bisected in the predetermined direction, Further, the tip end portion of the sparge pipe may be at least a part of the tip end side when the portion in which the bubble injection holes are formed is divided into two equal parts.
前記迂回気泡噴出孔は、前記スパージパイプの基端部から先端部までに亘って設けられている、としてもよい。 The bypass bubble injection hole may be provided from the proximal end to the distal end of the sparge pipe.
こうすることで、スパージパイプの基端部から先端部までの全体に亘って、その上方に位置する伝熱管に、気泡やその周囲の水が勢いよく衝突することが無くなり、伝熱管の熱応力の抑制、及び、熱疲労の抑制が図られる。 In this way, air bubbles and water around them do not vigorously collide with the heat transfer tube located above the entire proximal end to the tip of the sparge pipe, and the thermal stress of the heat transfer tube can be reduced. Suppression and thermal fatigue can be suppressed.
また、スパージパイプ内に高温のガスが供給されたときに、高温のガスは、スパージパイプ内の上部に溜まることになる。気泡噴出孔が、スパージパイプの上面部分に設けられている場合、スパージパイプ内の基端部から、上部に溜まった高温のガスが、次々と噴出するようになる。結果として、スパージパイプの先端部にまで高温のガスが行き渡り難くなる。つまり、スパージパイプの基端部は、気泡の噴出量が多く、先端部は、気泡の噴出量が少なくなって、気泡の噴出量が、スパージパイプの長手方向に不均等になりやすい。 Also, when a high temperature gas is supplied into the sparge pipe, the high temperature gas will be accumulated at the top in the sparge pipe. When the bubble injection holes are provided in the upper surface portion of the sparge pipe, the high temperature gas accumulated in the upper part is jetted out one after another from the proximal end in the sparge pipe. As a result, it becomes difficult for the high temperature gas to reach the tip of the sparge pipe. That is, the proximal end portion of the sparge pipe has a large amount of air bubble ejection, and the tip end portion has a small amount of air bubble ejection, and the amount of air bubble ejection tends to be uneven in the longitudinal direction of the sparge pipe.
これに対し、孔軸が水平以下になった迂回気泡噴出孔は、(一般的に断面円形状の)スパージパイプの下側の部分に形成されることになる。このため、スパージパイプの基端部から先端部までに亘って迂回気泡噴出孔を設ける構成では、スパージパイプ内の上部に高温のガスが溜まっても、スパージパイプの下側に形成された迂回気泡噴出孔から高温のガスが噴出せず、スパージパイプの先端から基端までの上部全体にガスが溜まった後、スパージパイプの先端から基端までの全体に亘って一斉に、下向きの迂回気泡噴出孔を通じて高温のガスが噴出されるようになる。つまり、スパージパイプの基端部から先端部までに亘って迂回気泡噴出孔を設ける構成は、スパージパイプの長手方向に、気泡噴出量の均等化を図ることが可能である。 On the other hand, the bypass bubble spouting holes whose hole axes are less than horizontal are formed in the lower portion of the sparge pipe (generally circular in cross section). Therefore, in the configuration in which the bypass bubble ejection holes are provided from the base end to the tip end of the sparge pipe, even if high temperature gas is accumulated in the upper portion in the sparge pipe, the bypass bubble ejection holes formed on the lower side of the sparge pipe After the high temperature gas is not ejected and the gas is accumulated in the entire upper part from the tip to the proximal end of the sparge pipe, the high temperature gas is passed through the downward bypass bubble injection holes all over the entire part from the tip to the proximal end of the sparge pipe Will be spouted. That is, in the configuration in which the bypass bubble ejection holes are provided from the proximal end to the distal end of the sparge pipe, it is possible to equalize the bubble ejection amount in the longitudinal direction of the sparge pipe.
そうしてスパージパイプの長手方向に、気泡噴出量の均等化が図られる結果として、スパージパイプの基端部の上方に位置する伝熱管の熱応力や熱疲労を抑制することも可能になる。 Thus, as a result of equalizing the bubble ejection amount in the longitudinal direction of the sparge pipe, it is also possible to suppress the thermal stress and thermal fatigue of the heat transfer pipe located above the proximal end of the sparge pipe.
前記スパージパイプの基端部に設けられた前記迂回気泡噴出孔の孔軸は、鉛直上方に対する角度が、前記スパージパイプの先端部に設けられた前記気泡噴出孔の孔軸の前記角度よりも大である、としてもよい。 The hole axis of the bypass bubble injection hole provided at the base end of the sparge pipe has an angle with respect to the vertically upward direction larger than the angle of the hole axis of the air bubble injection hole provided at the tip of the sparge pipe , May be.
ここで、スパージパイプの先端部に設けられた気泡噴出孔は、その孔軸が水平よりも下向きの迂回気泡噴出孔であってもよいし、孔軸が水平又は水平よりも上向きの気泡噴出孔であってもよい。 Here, the bubble injection hole provided at the tip of the sparge pipe may be a bypass bubble injection hole whose hole axis is lower than horizontal, or the hole axis is a horizontal air or a bubble injection hole higher than horizontal. It may be.
前記の構成によると、スパージパイプの基端部に設けられた迂回気泡噴出孔の孔軸は、鉛直上方に対する角度が大きいため、当該迂回気泡噴出孔から噴出した気泡は、下向きに大きく移動をした後に上昇し、伝熱管に到達する。これにより、気泡の迂回距離がより一層長くなるため、伝熱管に到達したときの気泡の温度がさらに低くなると共に、気泡及びその周囲の水が、伝熱管に勢いよく衝突することが回避される。 According to the above configuration, the hole axis of the bypass bubble ejection hole provided at the base end of the sparge pipe has a large angle with respect to the vertical upper side, so that the bubble ejected from the bypass bubble ejection hole moves downward largely. Ascend and reach the heat transfer tube. As a result, the detour distance of the bubbles is further increased, so that the temperature of the bubbles when reaching the heat transfer tube is further lowered, and the bubbles and the water around them are prevented from vigorously colliding with the heat transfer tube .
前記スパージパイプの下側には、冷水域が設けられている、としてもよい。こうすることで、孔軸が水平よりも下向きとなった迂回気泡噴出孔を通じて、水槽内に下向きに噴出した気泡は、スパージパイプの下側に設けられた冷水域において熱交換が促進される。その結果、伝熱管に到達したときの気泡の温度をさらに低くすることが可能になる。 A cold water zone may be provided below the sparge pipe. In this way, the air bubbles jetted downward into the water tank through the bypass bubble jet holes whose hole axis is lower than the horizontal direction promote heat exchange in the cold water area provided below the sparge pipe. As a result, it is possible to further lower the temperature of the air bubbles when reaching the heat transfer tube.
前記バッフルプレートは、前記スパージパイプの基端部に配設されている、としてもよい。 The baffle plate may be disposed at a proximal end of the sparge pipe.
こうすることで、スパージパイプの基端部においては、バッフルプレートによって、気泡を迂回させて伝熱管に到達させることが可能になるから、スパージパイプの基端部の上方に位置する伝熱管に、気泡やその周囲の水が勢いよく衝突することが無くなり、伝熱管の熱応力の抑制、及び、熱疲労の抑制が図られる。 In this way, at the proximal end of the sparge pipe, the baffle plate can divert air bubbles to reach the heat transfer pipe, so that the heat transfer pipe located above the proximal end of the sparge pipe The water around it does not collide vigorously, and the thermal stress of the heat transfer tube can be suppressed and the thermal fatigue can be suppressed.
前記バッフルプレートは、前記スパージパイプの基端部から先端部までに亘って配設されている、としてもよい。 The baffle plate may be disposed from the proximal end to the distal end of the sparge pipe.
こうすることで、スパージパイプの基端部から先端部までの全体に亘って、その上方に位置する伝熱管に、気泡やその周囲の水が勢いよく衝突することが無くなり、伝熱管の熱応力の抑制、及び、熱疲労の抑制が図られる。 In this way, air bubbles and water around them do not vigorously collide with the heat transfer tube located above the entire proximal end to the tip of the sparge pipe, and the thermal stress of the heat transfer tube can be reduced. Suppression and thermal fatigue can be suppressed.
前記バッフルプレートは、前記スパージパイプと前記伝熱管との間における、前記伝熱管の側に配設されている、としてもよい。 The baffle plate may be disposed on the heat transfer tube side between the sparge pipe and the heat transfer tube.
こうすることで、気泡及びその周囲の水が、伝熱管に対して勢いよく衝突することを、より一層確実に防止することが可能になる。 This makes it possible to more reliably prevent the air bubbles and the surrounding water from vigorously colliding with the heat transfer tubes.
前記バッフルプレートには、貫通孔が設けられている、としてもよい。こうすることで、一部の気泡は、バッフルプレートの貫通孔を通過するようになるが、その際に、上昇速度が低減するようになり、気泡及びその周囲の水が、伝熱管に勢いよく衝突することが防止される。また、バッフルプレートの貫通孔を通過した後の気泡の大きさが小さくなるようにすれば、上昇速度の低減と共に、気泡が伝熱管に到達するまでの間において、気泡と水との熱交換が促進される結果、伝熱管に到達したときの気泡の温度の低下が図られる。 The baffle plate may be provided with a through hole. By doing this, some air bubbles will pass through the through holes of the baffle plate, but at that time, the rising speed will be reduced, and the air bubbles and the water around them will move to the heat transfer tube vigorously. A collision is prevented. In addition, if the size of the air bubbles after passing through the through holes of the baffle plate is reduced, heat exchange between the air bubbles and water takes place while the air bubbles reach the heat transfer tube, together with the decrease of the rising speed. As a result of the acceleration, the temperature of the air bubble when reaching the heat transfer tube can be reduced.
尚、バッフルプレートに貫通孔を設ける場合、少なくとも一部の気泡はバッフルプレートを迂回して伝熱管に到達する程度に、バッフルプレートに貫通孔を設けることが望ましい。 In addition, when providing a through-hole in a baffle plate, it is desirable to provide a through-hole in a baffle plate to such an extent that at least one part air bubbles bypass a baffle plate and reach a heat exchanger tube.
以上説明したように、前記低温液化ガスの気化装置によると、スパージパイプから噴出された気泡を、バッフルプレートを迂回させつつ、熱交換器の伝熱管に到達させるようにすることで、気泡及びその周囲の水が、伝熱管に勢いよく衝突することが回避される上に、気泡と水槽内の水との熱交換が促進されて、伝熱管に到達したときの気泡の温度を低くすることが可能になる。その結果、伝熱管の内外の温度差が小さくなり、熱応力が抑制されると共に、伝熱管の熱疲労が抑制される。 As described above, according to the low-temperature liquefied gas vaporization device, the bubbles ejected from the sparge pipe reach the heat transfer tubes of the heat exchanger while bypassing the baffle plate, whereby the bubbles and their surroundings Of the water in the heat transfer tube is avoided, heat exchange between the air bubble and the water in the water tank is promoted, and the temperature of the air bubble when it reaches the heat transfer tube can be lowered. become. As a result, the temperature difference between the inside and the outside of the heat transfer tube is reduced, the thermal stress is suppressed, and the thermal fatigue of the heat transfer tube is suppressed.
以下、低温液化ガスの気化装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、水中燃焼式気化装置1全体の概略を示している。図2〜図4はそれぞれ、水槽11内に浸漬された熱交換器32及び気泡噴出機構100の参考構成を示している。水中燃焼式気化装置1は、低温液化ガスの気化装置の1つであり、ここでは、液化天然ガス(LNG)を気化する。
Hereinafter, an embodiment of a low temperature liquefied gas vaporization apparatus will be described based on the drawings. FIG. 1 shows an outline of the entire underwater combustion type vaporizer 1. FIGS. 2 to 4 show the reference configurations of the
水中燃焼式気化装置1は、例えば直方体状の水槽11中に浸漬されると共に、LNGの流路となる多数の伝熱管31が多段に曲げ成形されて構成された熱交換器32を備えている。各伝熱管31の一端は、LNGの入口となるLNG流入管12bに連通し、他端が、気化した天然ガス(NG)を排出させるNG排出管12cに連通している。図1では、伝熱管31は簡易化して図示しているが、実際には、図2〜図4に示すように、多数の伝熱管31がY方向に並んで配置されており、各伝熱管31は、LNG流入管12bに接続されるヘッダタンク33と、NG排出管12cに接続されるヘッダタンク34とのそれぞれに連通している。伝熱管31の本数やその配置は、水中燃焼式気化装置1の性能に応じて、適宜決定される。
The submersible combustion type vaporization device 1 is provided with a
水槽11は、例えば矩形板状の天板11aで覆われている。この天板11aは、作業員が歩くこともでき、その所定箇所に円筒状のダウンカマー13が水槽11内に浸漬するように配設されている。
The
ダウンカマー13の上端には、図外の燃料供給源から燃料供給管6を介して供給された燃料ガスと、ブロワー14を通じて供給された空気と、を燃焼させるバーナー2が設けられている。
At the upper end of the
水槽11の底部には、ダウンカマー13に連通すると共に、バーナー2の燃焼ガスが噴出する多数の気泡噴出孔(尚、図1等では図示を省略する)が形成されたスパージパイプ15が配置されている。このスパージパイプ15も、図1では1本しか描いていないが、実際には、図2〜図4に示すように、各々がY方向に延びると共に、X方向に多数並べられており、熱交換器32の全体に燃焼ガスを含む気泡Bが供給されるようになっている。スパージパイプ15の本数やその配置は特に限定されない。複数のスパージパイプ15によって、燃焼ガスを気泡Bとして、水槽11内に噴出する気泡噴出機構100が構成されている。
At the bottom of the
ダウンカマー13と各スパージパイプ15との間には、マニホールド17が介設している。マニホールド17は、図4に示すように、ダウンカマー13の下端部に接続されていると共に、図3に示すように、X方向に延びて配設されている。尚、図1と図4とでは、マニホールド17の配置及びスパージパイプ15の向きが逆転している。各スパージパイプ15の基端は、マニホールド17に連通しており、マニホールド17は、バーナー2からの燃焼ガスを、各スパージパイプ15に分配する機能を有している。尚、各スパージパイプ15の先端は閉塞している。
A manifold 17 is interposed between the
水槽11の天板11aには、水槽11内に噴出された燃焼ガスを排気する煙突状のスタック16が設けられ、その上端は大気に開放されている。
The
水中燃焼式気化装置1は、バーナー2の燃焼ガスをスパージパイプ15の気泡噴出孔を通じて水槽11内に気泡Bとして噴出させることによって、水槽11内の水を撹拌しつつ、伝熱管31内を流れるLNGを加熱する。このことによって、LNGを気化させてNGとし、これをNG排出管12cの出口から送り出すように構成されている。水中燃焼式気化装置1は、燃焼ガスを気泡Bとして水槽11内に噴出して水槽11内の水を撹拌すること、及び、スタック16から排出する排気ガスの温度を、水槽11内の温水温度とほぼ同等に低くすることにより、燃焼ガス中の燃焼生成水を100%再凝縮させ、その潜熱を全て温水に与えることが可能であることから熱効率が極めて高いという特徴がある。
The underwater combustion type vaporization device 1 is an LNG flowing through the
次に、スパージパイプ15を有する気泡噴出機構100の参考構成について、図面を参照しながら詳細に説明をする。このような水中燃焼式気化装置1では、水槽11内に噴出される燃焼ガスの温度は、1000℃近いのに対し、伝熱管31内を流れるLNGの温度は、−160℃程度である。このため、伝熱管31の内外の温度差が大きくなり、伝熱管31に作用する熱応力が大きくなる。また、水中燃焼式気化装置1は、急激な需要増加をカバーするためのエマージェンシー用としても使用されるものであり、その起動と停止とが繰り返される場合もある。伝熱管31の内外の温度差が大きいことによって、伝熱管31の熱疲労を招く。
Next, a reference configuration of the
そこで、この水中燃焼式気化装置1では、熱交換器32の伝熱管31の熱応力及び熱疲労が抑制されるように気泡噴出機構100が構成されている。図5は、スパージパイプ15の底面図である。スパージパイプ15には、前述の通り、その周面に、多数の気泡噴出孔151が形成されている。気泡噴出孔151は、スパージパイプ15の閉塞した先端側(図5の左側)から、マニホールド17に接続される基端側(図5の右側)までの長手方向の広い範囲に亘って形成されている。気泡噴出孔151は、図例では、スパージパイプ15の長手方向に延びる孔列が、周方向に5列をなすように形成されていると共に、隣り合う孔列の気泡噴出孔151は、菱形格子状となるように配置されている。尚、気泡噴出孔151の配置は、菱形格子状に限らない。気泡噴出孔151は、例えば矩形格子状に配置してもよい。また、その他の構成も、適宜採用することが可能である。気泡噴出孔151の径は、全て同じである。
So, in this underwater combustion type vaporization apparatus 1, the
図6は、図5のVI−VI断面を示している。スパージパイプ15は、断面円形状であり、気泡噴出孔151は、水槽11内において、スパージパイプ15の下面部分に設けられている。各気泡噴出孔151は、その孔軸が円の中心を通るように、スパージパイプ15を貫通して設けられている。前述したように、周方向に5列をなすよう形成されている気泡噴出孔151(図6に示す断面には3列分が描かれている)は、スパージパイプ15の下端を中央とした周方向の両側それぞれにおいて、所定の角度範囲内に形成されることになる。図例では、気泡噴出孔151の孔軸の成す角度θは、60°に設定されている。各気泡噴出孔151の孔軸の鉛直上方に対する角度は、180°±30°の範囲に含まれる。これにより、スパージパイプ15に形成されている気泡噴出孔151の孔軸は全て、図6に破線で示す水平線よりも下向きとなるように設定され、各気泡噴出孔151を通じて噴出される気泡Bは、水平よりも下向きに、水中に噴出される。これらの気泡噴出孔151は、迂回気泡噴出孔に相当し、このスパージパイプ15には、迂回気泡噴出孔が、スパージパイプ15の基端部から先端部までに亘って設けられることになる。
FIG. 6 shows a VI-VI cross section of FIG. The
図6に矢印で示すように、スパージパイプ15の下面部分に設けた気泡噴出孔151から下向きに、水中に噴出された気泡Bは、一旦、下向きに移動をし、噴射の勢いが弱まった後、主に浮力によって上昇に転じる。そうして、気泡Bは、図6においては仮想的に示すが、スパージパイプ15の上側に配設された伝熱管31に到達するようになる。特にスパージパイプ15の下端付近に設けた気泡噴出孔151から噴出される気泡Bは、ほぼ真下に移動をした後、上昇に転じるが、その気泡Bは、スパージパイプ15を迂回しながら上昇をして、伝熱管31に到達するようになる。このように、気泡噴出孔151の孔軸を下向きにすることによって、気泡Bは、噴出した勢いのまま上昇をするのではなく、迂回をして伝熱管31に到達するようになり、気泡及びその周囲の水が、伝熱管31に勢いよく衝突することが回避される。また、その迂回の分だけ、気泡Bは、水槽11内を移動する距離が長くなる。または、伝熱管31に到達するまでの時間が長くなる。その間に、気泡Bと水槽11内の水との間で熱交換が行われるから、伝熱管31に到達する際の、気泡Bの温度が低くなる。
As indicated by the arrows in FIG. 6, the air bubbles B ejected into the water move downward downward from the air bubble injection holes 151 provided on the lower surface portion of the
また、図2及び図4に示すように、水槽11内において、スパージパイプ15と水槽11の底との間には、比較的広い間隔が設けられており、このスパージパイプ15と水槽11の底との間は、水温が相対的に低い冷水域110となる。下向きに噴出した気泡Bは、この冷水域110において熱交換が促進される結果、その温度がさらに低下する。こうして、気泡Bが迂回をして伝熱管31に到達したときの温度は、気泡Bが迂回せずに伝熱管31に到達したときの温度よりも低くなる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 4, in the
前述したように、スパージパイプ15から噴出される燃焼ガスの温度と、伝熱管31内を流れるLNGの温度との差は大きく、スパージパイプ15から噴出された気泡Bは、スパージパイプ15から噴出した勢いのまま上昇をして、高温のまま、周囲の水と共に伝熱管31に衝突した場合には、伝熱管31における熱伝達が強まると共に、伝熱管31の内外の温度差が大きくなるのに対し、前述の気泡噴出機構100は、気泡Bが迂回して伝熱管31に到達するように構成されているため、気泡及びその周囲の水が伝熱管に勢いよく衝突することが防止されると共に、伝熱管31に到達した際の気泡Bの温度を低くすることが可能になる。その結果、伝熱管31の内外の温度差が小さくなって、伝熱管31に作用する熱応力が抑制される。また、起動と停止とが繰り返される水中燃焼式気化装置1においては、伝熱管31の内外の温度差を小さくすることにより、伝熱管31の熱疲労も抑制することが可能になる。
As described above, the difference between the temperature of the combustion gas spouted from the
スパージパイプ15内に燃焼ガスが供給されるときには、図6に仮想的に水面を示すように、スパージパイプ15内の上部に、燃焼ガスが溜まる。この気泡噴出機構100において、気泡噴出孔151は、スパージパイプ15の下面部分に形成されており、上面部分には形成されていない。このため、スパージパイプ15の長手方向の全域に亘って、その上部に燃焼ガスが溜まった後で、その長手方向の全域の気泡噴出孔151から一斉に、燃焼ガスが気泡Bとして噴出するようになる。これは、スパージパイプ15の長手方向に、気泡噴出量を均等化することになる。つまり、気泡噴出孔がスパージパイプの上面部分に設けられていた従来構成の水中燃焼式気化装置では、スパージパイプ内の上部に溜まった燃焼ガスが、スパージパイプの基端側に設けた気泡噴出孔から次々と噴出するため、スパージパイプの先端側まで燃焼ガスが行き渡り難くなる。結果として、スパージパイプの基端部は気泡噴出量が相対的に多く、先端部は気泡噴出量が相対的に少なくなっていた。このため、スパージパイプの基端部の上方に位置する伝熱管は特に、前述の熱応力の影響や、熱疲労を受けやすかった。
When the combustion gas is supplied into the
これに対し、前記構成の気泡噴出機構100は、スパージパイプ15の長手方向に、気泡噴出量の均等化が図られるため、スパージパイプ15の基端部の上方に位置する伝熱管31の熱応力や熱疲労を抑制することが可能になる。
On the other hand, in the
尚、スパージパイプ15の周面に形成する気泡噴出孔151は、その孔軸が水平よりも下向きとなるようにすればよい。従って、断面円形状のスパージパイプ15において、孔軸が円の中心を通るように、スパージパイプ15の周面に気泡噴出孔151を設ける場合、スパージパイプ15の下半分に気泡噴出孔151を設ければよい。但し、気泡Bの迂回距離をできるだけ長くするには、気泡噴出孔151は、スパージパイプ15の下端の近くに設けることが好ましい。例えば、スパージパイプ15の下端を中央とした周方向の両側それぞれにおいて、気泡噴出孔151の孔軸の成す角度θが90°以内となる角度範囲で、気泡噴出孔151を設けてもよい。
The air
また、気泡噴出孔151の径は、全て同じにするのではなく、スパージパイプ15の長手方向の位置に応じて変更してもよい。例えばスパージパイプ15の基端部に設ける気泡噴出孔151の径は、相対的に小さく、スパージパイプ15の先端部に設ける気泡噴出孔151の径は、相対的に大きくしてもよい。これは、スパージパイプ15の長手方向に気泡噴出量が不均等になることを抑制する。
Further, the diameters of the bubble injection holes 151 may not be all the same, but may be changed according to the longitudinal position of the
さらに、変形例として、スパージパイプ15の長手方向の位置に応じて、気泡噴出孔151の孔軸の鉛直上方に対する角度を変更してもよい。例えば図7は、変形例に係るスパージパイプ15の底面図である。同図に示すように、スパージパイプ15において気泡噴出孔151が形成されている部分を、基端部、中間部及び先端部に3等分したときの基端部には、気泡噴出孔151を、スパージパイプ15の下面に設ける一方、先端部には、気泡噴出孔151を、スパージパイプ15の側面に設け、さらに、中間部には、気泡噴出孔151を、スパージパイプ15の下面と側面との間に設けてもよい。各気泡噴出孔151は、その孔軸が円の中心を通るように設けられている。この構成は、スパージパイプ15の基端部に設けた気泡噴出孔151の孔軸の、鉛直上方に対する角度(つまり、約180°)が、スパージパイプ15の先端部に設けた気泡噴出孔151の孔軸の角度(つまり、約90°)よりも大とした構成である。
Furthermore, as a modification, according to the position of the
こうすることで、スパージパイプ15の基端部及び中間部には少なくとも、迂回気泡噴出孔が設けられることになり、スパージパイプ15の基端部及び中間部の上方に位置する伝熱管31において、熱応力の抑制、及び、熱疲労の抑制がそれぞれ図られる。この構成はまた、スパージパイプ15の長手方向に気泡噴出量が不均等になることが抑制される。
By doing this, at least the bypass bubble injection holes are provided at the base end portion and the middle portion of the
尚、図7の構成例とは異なり、スパージパイプ15の先端部には、気泡噴出孔151を、スパージパイプ15の上面に設けるようにしてもよい。その場合、スパージパイプ15の中間部には、気泡噴出孔151を、スパージパイプ15の側面に設けるようにしてもよい。
Note that, unlike the configuration example of FIG. 7, the air
また、図7の構成例は、スパージパイプ15の先端側から基端側に向かって、気泡噴出孔151の孔軸の角度を段階的に変更していることになるが、これとは異なり、スパージパイプ15の先端側から基端側に向かって、気泡噴出孔151の孔軸の角度を連続的に変更する結果、基端部に設ける気泡噴出孔151は、その孔軸が水平よりも下向きとなるようにしてもよい。
Further, in the configuration example of FIG. 7, the angle of the hole axis of the air
さらに、図7の例では、スパージパイプ15の気泡噴出孔151が形成された部分を、先端部、中間部及び基端部の3つに等分して、各部分において気泡噴出孔151の孔軸の角度を異ならせているが、例えば、スパージパイプ15の気泡噴出孔151が形成された部分を、先端部及び基端部の2つに等分した上で、基端部においては、気泡噴出孔151の孔軸が水平よりも下向きとなるように、鉛直上方に対する孔軸の角度を相対的に大にし、先端部においては、孔軸の角度を相対的に小にしてもよい。このときに、先端部に設ける気泡噴出孔151は、その孔軸が水平よりも下向きとなるようにしてもよいし、水平又は水平よりも上向きとなるようにしてもよい。孔軸が水平よりも下向きとなった迂回気泡噴出孔は、スパージパイプ15の基端部にのみ設けてもよい。尚、気泡噴出孔151の高さ位置の変更に係る分割数は、2や3に限らず、4以上で適宜設定してもよい。
Further, in the example of FIG. 7, the portion of the
尚、スパージパイプ15の周面に設ける気泡噴出孔151は、その孔軸が円の中心を通るように設けることには限定されない。
In addition, the air
図8〜図10は、気泡噴出機構の実施形態を示している。この気泡噴出機構101は、スパージパイプ15と、バッフルプレート152とを有して構成されている。バッフルプレート152は、各スパージパイプ15に対応して、スパージパイプ15と伝熱管31との間に介在している。
8 to 10 show an embodiment of the bubble jetting mechanism. The
この気泡噴出機構101において、気泡噴出孔151は、図10に示すように、スパージパイプ15の上面部分に設けられている。気泡噴出孔151は、スパージパイプ15の上端を中央とした周方向の両側それぞれにおいて、所定の角度範囲内に形成されている。従って、前記の構成とは逆に、気泡噴出孔151の孔軸は、水平よりも上向きである。また、スパージパイプ15の上面部分に形成された気泡噴出孔151は、図5に示す気泡噴出孔151の配置と同様に構成されており、スパージパイプ15の閉塞した先端側(図5の左側)から、マニホールド17に接続される基端側(図5の右側)までの長手方向の広い範囲に亘って、所定の配置で形成されている。
In the
バッフルプレート152は、図8に示すように、その横断面形状が、上に凸となる略円弧状をなしていると共に、図9に示すように、スパージパイプ15の長手方向に沿って延びて配設されている。これにより、バッフルプレート152は、スパージパイプ15に設けた気泡噴出孔151の全体を覆うように、周方向に広がると共に、長手方向に延びている。
The
図10に示すように、この構成の気泡噴出機構101では、気泡噴出孔151がスパージパイプ15の上面部分に設けられているため、気泡噴出孔151から、上向きに噴出された気泡Bは、水中を上昇するものの、バッフルプレート152に遮られる。そのため、気泡Bは、スパージパイプ15から噴出した勢いのまま伝熱管31に到達することができず、図10に矢印で示すように、バッフルプレート152を迂回して伝熱管31に到達するようになる。前記の構成と同様に、迂回することにより、気泡は、主に浮力によって上昇することになり、気泡及びその周囲の水が、伝熱管31に勢いよく衝突することが回避されると共に、迂回する分だけ、気泡Bの移動する距離が長くなる。または、伝熱管31に到達するまでの時間が長くなる。これにより、伝熱管31に到達する際の気泡Bの温度を低くすることが可能になる。よって、この構成の気泡噴出機構101においても、伝熱管31の内外の温度差を小さくして、伝熱管31の熱応力、及び、熱疲労を抑制することが可能になる。
As shown in FIG. 10, in the
また、上に凸となる横断面円弧状のバッフルプレート152は、その下面に気泡(つまり、燃焼ガス)が溜まった後、バッフルプレート152の側端縁から溢れた気泡Bが上昇をして、伝熱管31に到達するようになる。ここで、気泡噴出孔151が、スパージパイプ15の上面部分に設けられているため、前述したように、スパージパイプ15の基端部は気泡噴出量が相対的に多く、先端部は気泡噴出量が相対的に少なくなる。しかしながら、スパージパイプ15と伝熱管31との間に介在したバッフルプレート152の下面にガスを溜めるように構成することによって、スパージパイプ15から噴出される気泡Bの噴出量は長手方向に不均等であっても、バッフルプレート152から伝熱管31に供給する気泡Bの供給量は、長手方向に略均等にすることが可能になる。従って、この気泡噴出機構101においても、スパージパイプ15の基端部の上方に位置する伝熱管31の熱応力や熱疲労を抑制することが可能になる。
Further, after the air bubbles (ie, combustion gas) are accumulated on the lower surface of the
尚、図8等に示す構成例では、断面円弧状のバッフルプレート152を例示しているが、バッフルプレートの形状は、これに限るものではない。図示は省略するが、例えば断面逆V字状のバッフルプレートを採用してもよい。また、気泡Bを迂回させる機能を得るだけであれば、平板状のバッフルプレートを採用することも可能である。
In the configuration example shown in FIG. 8 and the like, the
また、図8等に示す構成例では、スパージパイプ15の上面部分に気泡噴出孔151を形成しているが、バッフルプレート152を有する気泡噴出機構101において、図6に示す構成例と同様に、スパージパイプ15の下面部分に気泡噴出孔151を形成してもよい。つまり、スパージパイプ15の下面部分に気泡噴出孔151を形成することと、バッフルプレート152とを組み合わせてもよい。
Further, in the configuration example shown in FIG. 8 etc., the bubble ejection holes 151 are formed in the upper surface portion of the
さらに、気泡噴出孔151の径は、全て同じにするのではなく、スパージパイプ15の長手方向の位置に応じて変更してもよい。例えばスパージパイプ15の基端部に設ける気泡噴出孔151の径は、相対的に小さく、スパージパイプ15の先端部に設ける気泡噴出孔151の径は、相対的に大きくしてもよい。これは、スパージパイプ15の長手方向に気泡噴出量が不均等になることを抑制する。
Furthermore, the diameters of the bubble injection holes 151 may not be all the same, but may be changed according to the longitudinal position of the
加えて、スパージパイプ15の長手方向の位置に応じて、気泡噴出孔151の孔軸の、鉛直上方に対する角度を変更してもよい。例えば図7に示すように、スパージパイプ15の基端部に設ける気泡噴出孔151は、孔軸の前記角度を相対的に大にし、スパージパイプ15の先端部に設ける気泡噴出孔151は、孔軸の前記角度を相対的に小にしてもよい。これは、スパージパイプ15の長手方向に気泡噴出量が不均等になることを抑制する。
In addition, depending on the position of the
また、変形例として、図11に示すように、スパージパイプ15の基端部の上方にのみ、バッフルプレート153を配設してもよい。こうすることで、スパージパイプ15の基端部においては、上昇する気泡がバッフルプレート153に遮られるようになる。スパージパイプ15の基端部は気泡噴出量が相対的に多くなりがちであるが、バッフルプレート153によって、スパージパイプ15の基端部の上方に位置する伝熱管31の熱応力や熱疲労を抑制することが可能になる。
As a modification, as shown in FIG. 11, the
尚、図11の例は、スパージパイプ15の気泡噴出孔151が形成されている部分を、先端部、中間部及び基端部の3つに分割したときの基端部に、バッフルプレート153を設けた構成を一例として示しているが、スパージパイプ15の長手方向について、バッフルプレート153を配設する範囲は、適宜の範囲に設定することが可能である。
In the example of FIG. 11, the
また、図11に示す構成例において、スパージパイプ15に形成する気泡噴出孔151は、図5に示す構成例と同様に、スパージパイプ15の基端部から先端部の全体に亘って、その下面部分に形成してもよいし、図7に示す構成例のように、スパージパイプ15の長手方向の位置に応じて、気泡噴出孔151の孔軸の、鉛直上方に対する角度を変更してもよい。
Further, in the configuration example shown in FIG. 11, the air bubble injection holes 151 formed in the
尚、図8等に示す構成例では、スパージパイプ15と伝熱管31との間において、バッフルプレート152、153を、スパージパイプ15に近い側に配設しているが、バッフルプレート152、153を、伝熱管31に近い側に配設してもよい。例えば、バッフルプレート152、153を、伝熱管31の直下に配設してもよい。伝熱管31の直下に配設するバッフルプレート152、153は、伝熱管31に沿うように設けてもよい。この構成は、気泡及びその周囲の水が、伝熱管31に勢いよく衝突することを、確実に防止する上で有利になる。
In the configuration example shown in FIG. 8 and the like, the
また、バッフルプレート152、153には、1つ又は複数の貫通孔が形成されていてもよい。こうすることで、バッフルプレート152、153に遮られた気泡の一部は、バッフルプレート152、153の貫通孔を通過するようになるが、その際に、上昇速度が低減するようになり、気泡及びその周囲の水が、伝熱管31に勢いよく衝突することが防止される。また、貫通孔の径を比較的小径にして、バッフルプレート152、153の貫通孔を通過した後の気泡の大きさが小さくなるようにすれば、上昇速度の低減と共に、気泡が伝熱管31に到達するまでの間において、気泡と水との熱交換が促進されるようになる。その結果、伝熱管に到達したときの気泡の温度の低下を図ることが可能になる。尚、少なくとも一部の気泡は、バッフルプレート152、153を迂回するように、貫通孔を形成することが好ましい。
In addition, one or more through holes may be formed in the
さらに、図示は省略するが、バッフルプレートは、スパージパイプ15の基端側に配設するバッフルプレートと、スパージパイプ15の先端側に配設するバッフルプレートとの構成、及び/又は、配置を互いに異ならせるようにしてもよい。例えば、スパージパイプ15の基端側に配設するバッフルプレートと、先端側に配設するバッフルプレートとの大きさを、互いに異ならせてもよい。また、スパージパイプ15の基端側に配設するバッフルプレートの高さ位置と、先端側に配設するバッフルプレートの高さ位置とを互いに異ならせてもよい。また、湾曲したバッフルプレートを用いる場合、スパージパイプ15の基端側に配設するバッフルプレートと、先端側に配設するバッフルプレートとの湾曲の曲率を、互いに異ならせてもよい。さらに、バッフルプレートに貫通孔を設ける場合、スパージパイプ15の基端側に配設するバッフルプレートと、先端側に配設するバッフルプレートとの貫通孔の数や大きさ等を、互いに異ならせてもよい。
Furthermore, although illustration is omitted, the baffle plate makes the configuration and / or arrangement of the baffle plate disposed on the proximal end side of the
尚、ここに開示する技術は、水槽内に配設されたスパージパイプを有するスチームエジェクタ式の気化装置を始めとした、中間熱媒体式気化装置に適用することも可能である。 The technology disclosed herein can also be applied to an intermediate heat medium type vaporizer such as a steam ejector vaporizer having a sparge pipe disposed in a water tank.
1 水中燃焼式気化装置(気化装置)
11 水槽
15 スパージパイプ
100 気泡噴出機構
101 気泡噴出機構
110 冷水域
151 気泡噴出孔
152、153 バッフルプレート
31 伝熱管
32 熱交換器
1 Underwater combustion type vaporization device (vaporization device)
11
Claims (10)
前記水槽内における前記気泡噴出機構の上側に配置されかつ、前記スパージパイプから噴出された気泡による水の攪拌と加熱とにより、伝熱管の内部を流れる低温液化ガスを気化するように構成された熱交換器と、を備え、
複数の前記スパージパイプはそれぞれ、前記高温のガスの流入端である基端から所定方向に延びて配設されると共に、その先端は閉塞しており、
前記気泡噴出機構は、前記スパージパイプと前記伝熱管との間に介在するバッフルプレートを有していて、前記スパージパイプの少なくとも一部の前記気泡噴出孔から噴出された気泡を、前記バッフルプレートを迂回させつつ、前記熱交換器の前記伝熱管に到達させるように構成されている低温液化ガスの気化装置。 A bubble injection mechanism having a plurality of sparge pipes immersed in the water tank and having a plurality of bubble injection holes formed on the circumferential surface, and configured to eject a high temperature gas into water through the bubble injection holes;
Heat exchange disposed above the bubble jetting mechanism in the water tank and configured to vaporize low temperature liquefied gas flowing inside the heat transfer tube by stirring and heating of water by the bubbles jetted from the sparge pipe Equipped with
Each of the plurality of sparge pipes is disposed extending in a predetermined direction from the proximal end which is the inflow end of the high-temperature gas, and its distal end is closed,
The bubble injection mechanism has a baffle plate interposed between the sparge pipe and the heat transfer pipe, and diverts the air bubbles ejected from the bubble injection holes of at least a part of the sparge pipe to the baffle plate. While, the low temperature liquefied gas vaporization device configured to reach the heat transfer tube of the heat exchanger.
前記スパージパイプの周面に形成された前記気泡噴出孔の少なくとも一部は、その孔軸が水平よりも下向きとなるように設けられた迂回気泡噴出孔である低温液化ガスの気化装置。 In the vaporizer for low temperature liquefied gas according to claim 1,
A vaporization device for low-temperature liquefied gas, wherein at least a part of the bubble jet holes formed on the circumferential surface of the sparge pipe is a bypass bubble jet hole provided so that the hole axis is lower than horizontal.
前記迂回気泡噴出孔は、前記スパージパイプの基端部に設けられている低温液化ガスの気化装置。 In the vaporizer for low temperature liquefied gas according to claim 2,
The bypass bubble injection hole is a vaporization device of low-temperature liquefied gas provided at a base end of the sparge pipe.
前記迂回気泡噴出孔は、前記スパージパイプの基端部から先端部までに亘って設けられている低温液化ガスの気化装置。 In the vaporizer for low temperature liquefied gas according to claim 2 or 3,
The bypass bubble injection hole is a vaporization device for low-temperature liquefied gas provided from the proximal end to the distal end of the sparge pipe.
前記スパージパイプの基端部に設けられた前記迂回気泡噴出孔の孔軸は、鉛直上方に対する角度が、前記スパージパイプの先端部に設けられた前記気泡噴出孔の孔軸の前記角度よりも大である低温液化ガスの気化装置。 The low temperature liquefied gas vaporizer according to claim 3 or 4
The hole axis of the bypass bubble injection hole provided at the base end of the sparge pipe has an angle with respect to the vertically upward direction larger than the angle of the hole axis of the air bubble injection hole provided at the tip of the sparge pipe Low temperature liquefied gas vaporizer.
前記スパージパイプの下側には、冷水域が設けられている低温液化ガスの気化装置。 In the vaporization device for low temperature liquefied gas according to any one of claims 2 to 5,
Under the sparge pipe, a low temperature liquefied gas vaporization device is provided with a cold water zone.
前記バッフルプレートは、前記スパージパイプの基端部に配設されている低温液化ガスの気化装置。 In the vaporizer for low temperature liquefied gas according to any one of claims 1 to 6 ,
The baffle plate is a device for evaporating low temperature liquefied gas disposed at a proximal end of the sparge pipe.
前記バッフルプレートは、前記スパージパイプの基端部から先端部までに亘って配設されている低温液化ガスの気化装置。 In the vaporization device for low temperature liquefied gas according to any one of claims 1 to 7 ,
The baffle plate is disposed from the proximal end to the distal end of the sparge pipe.
前記バッフルプレートは、前記スパージパイプと前記伝熱管との間における、前記伝熱管の側に配設されている低温液化ガスの気化装置。 The vaporization device for low temperature liquefied gas according to any one of claims 1 to 8 ,
The said baffle plate is a vaporization apparatus of the low temperature liquefied gas arrange | positioned by the side of the said heat transfer pipe between the said sparge pipe and the said heat transfer pipe.
前記バッフルプレートには、貫通孔が設けられている低温液化ガスの気化装置。 The vaporization device for low temperature liquefied gas according to any one of claims 1 to 9 ,
The baffle plate has a through hole provided therein.
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