JPH04140599A - 減圧ボイラ型気化器 - 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 この発明は、液化天然ガス（以下ＬＮＧという）等を気
化させる減圧ボイラ型気化器に係り、特に、ボイラ部と
凝縮室とを分離配置し、かつ凝縮室に不凝縮ガス除去部
を設けて不凝縮性ガスの発生による熱交換性能の劣化を
防止した減圧ボイラ型気化器に関する。

従来の技術 ＬＮＧの気化器には、海水を熱媒体として、立設配列し
たパネル状に構成した伝熱管に散水し、ＬＮＧを昇温気
化させるオープンラック型気化器が実用化されている。

また、熱源にバーナー燃焼熱を利用した気化器として、
水中燃焼式がある。

これは、水槽内に浸漬したＬＮＧ気化用熱交換器の下方
に、水中燃焼バーナーで発生した高温燃焼ガスを導いて
水中に噴出させ、水を中間熱媒体としてＬＮＧを昇温、
気化させる構成からなる。

かかる水中燃焼方式では、水槽内の湿気の影響により、
バーナー着火不良を起こし易く、また激しい循環水流に
対処するため、熱交換器構造が複雑かつ高価となり、さ
らに循環水流を発生し維持するために、送風機及び電動
機の容量が過大になるなどの問題があった。

また、バーナー燃焼熱を利用するものとして、減圧ボイ
ラが実用化（特公昭５２−４７０８３号、特開昭６２−
２４５００３号、特公昭６２−２６６７号）されている
。

これは、第２図に示す如く、熱媒体としての水（２）を
収納し、かつ缶体内を所定の減圧雰囲気とした減圧缶体
（１）と、水が滞留した缶体下部に設けられてバーナー
（３）の燃焼熱を水に伝熱するためのバーナー管（４ン
と、缶体（１）内の上部空間に配設された伝熱管（５）
から構成され、バーナー管（４）で加熱された水（２）
が減圧下で沸騰し水蒸気が発生し、この水蒸気の凝縮熱
伝達により、伝熱管（５）内の流体を昇温する作用を有
し、給水用や暖房用の温水ボイラ等として多用されてい
る。

発明が解決しようとする課題 上記構成の減圧ボイラをＬＮＧ等の低温流体用気化器と
して利用する場合、発生した不凝縮性ガスによる性能劣
化が特に顕著である。すなわち、不凝縮ガスが伝熱管（
５）の表面に付着すると、水蒸気と伝熱管（５）内を流
れるＬＮＧとの熱伝達性能が大幅に減少し、特にガスが
多く付着した伝熱管（５）表面には異常水着が発生し、
伝熱管（５）表面の氷着は水蒸気とＬＮＧとの熱伝達を
益々阻害し、ＬＮＧは完全に気化せず低温の液体成分が
混在したガスとして外部へ供給される問題があった。

そこで上記構成の減圧ボイラ型気化器は、内部に発生し
た不凝縮性ガスを除去するため、真空ポンプ（７）を用
いて抽気する必要がある。

この発明は、減圧ボイラ型気化器において、操業時に真
空ポンプによる効果的な抽気を行えるので、不凝縮ガス
の伝熱管への付着を防止でき、不凝縮性ガスによる気化
性能の劣化が少ない構成からなる減圧ボイラ型気化器の
提供を目的としている。

課題を解決するための手段 この発明は、 密閉かつ減圧された缶体内の下部に燃焼バーナーの燃焼
熱を伝熱するバーナー管が配設され、内部を含む缶体内
下部に水が滞留し、母体内上部空間が蒸気室となった減
圧ボイラ部と、 液化天然ガスが流れる伝熱管束を配設した凝縮室部との
間に、 蒸気室から流量制御弁を介して蒸気を流入させる導入管
、凝縮室下部と缶体下部とを連結した凝縮水戻り管を配
設した構成からなり、 凝縮室内の伝熱管束のうち複数本を他伝熱管より長く突
出させて、不凝縮ガスを集合させる不凝縮ガス除去部を
設けたことを特徴とする減圧ボイラ型気化器である。

作　　用 この発明は、減圧ボイラ型のＬＮＧ等の低温流体用気化
器において、個別の減圧ボイラ部と凝縮室部を配管連結
した構成とし、低負荷にともなう沸騰振動並びにＮＧの
不要な昇温を防止できる構成となし、さらに、凝縮室部
に配置な伝熱管束の一部を伸ばし、蒸気導入管からの蒸
気が伝熱管束を経てその伸びたＵ字管部分に流れるよう
にし、同Ｕ字管部分に不凝縮性ガスを集めるように構成
したことにより、残りの伝熱管部分に不凝縮性ガスが滞
留せずに、本来の熱交換のみが可能になり熱伝達性能の
低下が防止できる。

また、不凝縮ガス除去部に滞留したガス体は、適当な時
間サイクルで外部へ排出すればよく、このサイクル間、
伝熱管束のほとんどの伝熱管は主に熱交換を行うことが
でき、熱伝達性能の低下がなく、安定した熱交換が可能
になる。

実施例 第１図はこの考案による減圧ボイラ型気化器の構成を示
す回路説明図である。

なお、図面では理解を容易にするため、伝熱管束を単管
として表示しである。

第１図に示す減圧ボイラ型気化器は、配管連結される減
圧ボイラ部（１０）と凝縮室部（２ｏ）から構成され、
減圧ボイラ部（１０）内に熱媒体としての水（２）を収
納し、かつ缶体内を所定の大気圧以下の雰囲気とするた
め、加熱しながら抽気した後に密封して減圧雰囲気とす
るか、あるいは真空ポンプを接続配置する方法が採用で
きる。

また、減圧ボイラ部（１０）の水が滞留した缶体下部に
は、バーナー（１１）の燃焼熱を水に伝熱するためのバ
ーナー管（１２）が配設しである。バーナー管（１２）
には、例えば、燃焼ガスがＵターンする排気反転型等の
公知のいずれの構成も適用できる。

さらに、バーナー（１１）の燃料系には、蒸気室内に配
設した温度計にて開閉制御される燃料制御弁が設けられ
、バーナー（１１）の燃焼状態が調整される。

減圧ボイラ部（１０）とは別個の密閉缶にて構成される
凝縮室部（２０）は、ボイラ部（１０）内の上部空間で
ある蒸気室と蒸気導入管（２１）にて連結され、また、
凝縮室部（２０）の下部と減圧ボイラ部（１０）下部と
が凝縮水戻り管（２３）で連結され、減圧ボイラ部（１
０）と同様の減圧雰囲気となし、さらに、室内には被加
熱流体のＬＮＧが流れる伝熱管束（３０）が配設しであ
る。

凝縮室部（２０）の伝熱管束（３０）は、制御弁を介し
てＬＮＧ供給管（６）に接続され、室内に導入される蒸
気にて管内のＬＮＧを昇温、蒸発させる。

伝熱管束（３０）は、ここでは同寸法の多数のＵ字管を
並列した構成であり、また、伝熱管束の一部に他の伝熱
管より長くＵ字管部分が突出したものを用いて不凝縮性
ガス除去用伝熱管（３１）を形成している。

この不凝縮性ガス除去用伝熱管（３１）の配列方法は伝
熱管束（３０）中のいずれを用いてもよく、一定間隔で
配置するなど任意である。

凝縮室部（２０）には、上記の不凝縮性ガス除去用伝熱
管（３１）が伝熱管束（３０）より突出した部分を別室
とした不凝縮性ガス除去部（２２）が設けである。

かかる構成において、バーナー（１１）の燃焼熱はバー
ナー管（１２）を介して水（２）を加熱し、水（２）は
減圧下で沸騰して水蒸気となり、蒸気導入管（２１）を
通して凝縮室部（２０）に導入され、水蒸気の凝縮熱伝
達により、伝熱管束（３０）内の流体が昇温する作用を
有している。また、水蒸気は低温流体と熱交換し、凝縮
液となり凝縮水戻り管（２３）を通ってボイラ部（１０
）に戻る。

この際、不凝縮性ガスを含む水蒸気は蒸気導入管（２１
）より伝熱管束（３０）に接触するが、伝熱管束（３０
）より長い不凝縮性ガス除去用伝熱管（３１）を配置し
たことにより、その他より突出したＵ字管部分に不凝縮
性ガスを集めることができ、主に熱交換を行なう伝熱管
束（３０）部分に不凝縮性ガスが滞留しない。

発明の効果 従って、この発明による減圧ボイラ型気化器は、主に熱
交換を行なう伝熱管束（３０）部分に不凝縮性ガスが滞
留しないため、 ■伝熱性能の劣化がなくなる。

■伝熱管出口の気化ガス温度が安定する。

■伝熱管外表面の水着が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による減圧ボイラ型気化器の構成を示
す回路説明図である。 第２図は従来の減圧ボイラの構成を示す回路説明図であ
る。 １．１０・・・減圧ボイラ部、２・・・水、３，１１・
・・バーナー４．１２・・・バーナー管、５・・・伝熱
管、６・・・ＬＮＧ供給管、２０・・・凝縮室部、２１
・・・蒸気導入管、２２・・・不凝縮性ガス除去部、２
３・・・凝縮水戻り管、３０・・・伝熱管束、３１・・
・不凝縮性ガス除去用伝熱管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 密閉かつ減圧された缶体内の下部に燃焼バーナーの燃焼
   熱を伝熱するバーナー管が配設され、同部を含む缶体内
   下部に水が滞留し、缶体内上部空間が蒸気室となった減
   圧ボイラ部と、 液化天然ガスが流れる伝熱管束を配設した凝縮室部との
   間に、 蒸気室から流量制御弁を介して蒸気を流入させる導入管
   、凝縮室下部と缶体下部とを連結した凝縮水戻り管を配
   設した構成からなり、 凝縮室内の伝熱管束のうち複数本を他伝熱管より長く突
   出させて、不凝縮ガスを集合させる不凝縮ガス除去部を
   設けたことを特徴とする減圧ボイラ型気化器。