JPH03230073A - 気体の冷却方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば液化石油ガス（略称ＬＰＧ）などの
気体を冷却するための方法および装置に関する。

従来の技術 たとえば転炉の運転操業時には、転炉の酸素供給羽口付
近に気化したＬＰＧを供給してそのＬＰＧを燃焼させて
、羽口付近が異常な高温度になるのを防ぎ、これによっ
て転炉のライニング耐火物を保護している。このような
転炉に供給される気化したＬＰＧは、その圧力がたとえ
ば１５ｋｇ／Ｃｍ２であって一定に保ち、その液化温度
たとえばプロパンの場合４３〜４５℃であって、しかも
むやみに高い温度にならないようにすることが望まれ、
たとえば約６０℃とされる。またガスタービンの運転時
にも、前記転炉と同様に１５〜２０ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ
　２以上の高圧ＬＰＧを供給する必要がある。この場合
にもＬＰＧの圧力を一定に保ち、むやみに高温にならな
いようにする必要がある。

典型的な先行技術では、このような圧力１５／ｃ　ｍ　
２であって約６０’Ｃの気化したＩ−Ｐ　Ｇを供給する
なめに、常温で液体であるＬＰＧを蒸発菌内に供給し、
この蒸発筒内には伝熱管を設け、この伝熱管内に１１０
〜１２０　’Ｃの飽和水蒸気を供給して液体ＬＰＧを沸
騰して気化している。

発明が解決すべき課題 このような先行技術では、伝熱管に水蒸気を一定流量お
よび一定圧力で供給するとき、液体のＬＰＧの流量に応
じて、蒸発筒から得られる気化したＬＰＧの温度が変化
し、その液体ＬＰＧの流量が小さいときには蒸発筒から
得られる気化したＬＰＧの温度がたとえば約１００’Ｃ
以上となることがあるにのような高温度の気化したＬＰ
Ｇは、それを導く配管制御系において用いられている弁
のゴムなどから成るシール材などを劣化させ、またその
他の悪影響を及ぼす。

このような問題を解決するために、他の先行技術では飽
和水蒸気を冷却してたとえば約８０’Ｃの温水とし、こ
の温水を前記伝熱管に供給し、こうして蒸発筒に供給さ
れる液体ＬＰＧの流量が小さいときにおいて蒸発筒から
得られる気化したＬＰＧの温度が高温度になることを抑
制している。

このような先行技術の新たな問題は、伝熱管には水蒸気
よりも低温度の温水であるので、大きな熱交換面積を必
要とし、構成が大形化するということである。

本発明の目的は、希望する温度以上の気体を、小形の構
成で冷却することができるようにした気体の冷却方法お
よび装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、冷却筒内に、冷却されるべき気体を供給し、
その気体に、その気体と同一組成を有する液体を噴霧し
て、その液体の気化潜熱を利用して気体の冷却をする気
体の冷却方法である。

また本発明は、上下に延びる冷却筒と、冷却筒に冷却さ
れるべき気体を供給する気体供給手段と、 冷却筒内で気体供給手段よりも上方で下方に向けて、前
記気体と同一組成を有する液体を噴霧する液体供給用ノ
ズルと、 液体供給用ノズルよりも冷却筒の上方で気体を排出する
排出管と、 冷却筒の下部に設けられ、前記液体を加熱して気化する
加熱手段とを含むことを特徴とする気体の冷却装置であ
る。

作　　用 本発明に従えば、冷却筒内に、冷却されるべき気体、た
とえば気化したＬＰＧを供給し、この気体に、その気体
と同一組成を有する液体、たとえば液体のＬＰＧを噴霧
する。したがってその液体の気化潜熱によって前記気体
が冷却される。この気化潜熱は、液体がＬＰＧの場合、
７０〜８０ｋｃａｌ／ｋｇであって大きい値である。し
たがって比較的小流量の液体によって、気体を効率よく
冷却することができ、その液体は上述のように冷却され
るべき液体と同一組成を有しているので、冷却筒から得
られる冷却された気体の組成が変化してしまうことはな
い。このようにして希望する温度を有する気体を、小形
の構成で冷却して得ることが可能である。

また本発明に従えば、冷却筒内に、気体供給手段から冷
却されるべき気体を供給し、それよりも上方で、その気
体と同一組成を有する液体を液体供給ノズルから噴霧し
、こうして気体供給用ノズルよりも上方から、冷却され
た気体を、排出管を経て排出することができる。冷却筒
に噴霧された液体がその液体の状態で冷却筒の下部に達
したとき、加熱手段によって加熱されて気化される。し
たがって冷却筒内に液体が貯留されることはない。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の全体の系統図である。密
閉の貯槽１内にはＬＰＧの液体２が貯留され、この貯槽
１は常温であり、その内部の圧力はたとえば５〜１３　
ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２である。貯槽１からの液体は、
管路３から遠心ポンプ４によって圧送され、管路５から
減圧手段６を介して、蒸発手段７に導かれて気化され、
ここで気化された気体は冷却手段８において冷却され、
これによって菅Ｎ９からたとえば１５　ｋ　ｇ　／　ｃ
　ｍ　”であって約６０℃の気体ＬＰＧを希望する流量
で供給することができる。気化手段７では、減圧手段６
がらの液体は管路１０を経て上下に延びる細長い蒸発筒
１１に供給される。この蒸発筒１１内には伝熱管１２が
設けられ、この伝熱管１２には飽和水蒸気供給源１３か
ら管路１４を経て飽和水蒸気が供給される。これによっ
て蒸発筒１１内では液体が沸騰して気化されて蒸発し、
管路１５から気体が供給される。伝熱管１２に供給され
る水蒸気の温度および圧力は一定であり、したがって管
路１８がら得られる気体は、管路１０から蒸発筒１１に
供給される液体の流量に応じて変化し、この管路１５か
らの気体は、冷却手段８において冷却されて、管路９か
ら前述のように一定の温度の気体が得られる。伝熱管１
２からのトレインは管路１６がら排出される。

減圧手段６は、たとえばオリフィスまたは減圧弁などで
あってもよい。

冷却手段８において、上下に延びる細長い冷却筒１７が
設けられる。この冷却筒１７の上下の中間位置には管路
１５から、冷却されるべき気体が入口１８から供給され
る。入口１８は冷却筒１７の底部付近に設けられていて
もよい。この入口は気体供給手段を構成する。冷却筒１
７においてその人口１８よりも上方には液体供給ノズル
１つが設けられる。ポンプ４がら管路５を介する液体は
管路２０を介して、さらに流量制御弁２１がら管路２２
を介して液体が供給される。したがって入口１８からの
気体とノズル１つからの液体とは同一組成を有する。

ノズル１９から噴霧される液体は、デミスタまたはラヒ
シリングなどの分散部材２３によってその冷却筒１７の
水平断面全体にわたって均一な流量に分散されて落下さ
れる。これによって入口１８からの気体は分散部材２３
から落下する液体の気化潜熱によって効率よく冷却され
、したがってノズル１つから噴霧される液体は小流量で
よい。

減圧手段６は、その１次圧を２次圧に比べてたとえば約
１〜２　ｋ　ｇ　／　ｃｍ　２減圧するものであって、
これによってノズル１９からの液体は円滑に冷却筒１７
に噴霧することができる。

冷却筒１７の下部には、その底部２４から上方に突出し
た加熱手段２５が設けられる。この加熱手段２５には飽
和水蒸気供給源１３から管路１４および管路２６を介し
て飽和水蒸気が供給される。

したがってノズル１つから噴霧された液体が気化されず
に冷却筒１７の底２４に落下しても、その落下した液体
は加熱手段２５によって気化される。

したがってこの冷却筒１７の下部に液体が貯留してしま
うことはない。

冷却筒１７の上部からは管路２７を介して、さらに管路
９を介して気体が供給される。管路２７の途中には温度
検出素子２８が設けられ、気体の温度を検出する。この
温度検出素子２８の出力は調節計２９に与えられる。調
節計２９は、温度検出素子２８の出力に応答し、その気
体の温度が予め定める値、たとえば前述のように約６０
℃となるように流量制御弁２１の開度を制御し、その検
出温度が高いとき流量制御弁２１の開度を大きくする。

こうして管路２７，９から得られる気体の温度を希望す
る一定の値、約６０℃に保つことができる。

管路９から得られる一定圧力、一定温度の気体は転炉の
運転操業のためだけでなく、ガスタービンなどの燃料に
用いることができ、さらにまた、その他の用途において
も用いることができる。本発明はＬＰＧだけでなくその
他の組成を有するガスに関連してもまた実施することが
できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、冷却筒内に供給される冷
却されるべき気体は、その気体と同一組成を有する液体
が噴霧されてその液体の気化潜熱を利用して気体が冷却
されるので、冷却筒から得られる気体の温度を希望する
温度に冷却することができ、しかもその構成を小形化す
ることができる。したがってたとえば液体のＬＰＧを、
水蒸気を用いて気化して高温度の気体が得られても、そ
の高温度の気体ＬＰＧを希望する温度に簡便に冷却する
ことが可能である。またその冷却装置では、冷却筒の下
部に加熱手段を設けて液体を気化するようにしたので、
冷却筒の下部に液体が貯留してしまうことはない。

また本発明によれば、ＬＰＧを導く配管制御系において
用いられている弁のシール材などの劣化を可及的に少な
くし、そのシール材などの交換回数を少なくして保守管
理に要する手間を削減することができるとともに、従来
のように高圧ＬＰＧをシールするために比較的高価なシ
ール材を用いる必要がなくなり、その交換回数も低減さ
れるので、保守管理に要する経費を削減することが可能
となり、経済性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷却筒内に、冷却されるべき気体を供給し、その
   気体に、その気体と同一組成を有する液体を噴霧して、
   その液体の気化潜熱を利用して気体の冷却をする気体の
   冷却方法。（２）上下に延びる冷却筒と、 冷却筒に冷却されるべき気体を供給する気体供給手段と
   、 冷却筒内で気体供給手段よりも上方で下方に向けて、前
   記気体と同一組成を有する液体を噴霧する液体供給用ノ
   ズルと、 液体供給用ノズルよりも冷却筒の上方で気体を排出する
   排出管と、 冷却筒の下部に設けられ、前記液体を加熱して気化する
   加熱手段とを含むことを特徴とする気体の冷却装置。