JPH08200816A - 都市ガス用ラインヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来の温水循環式ラインヒータの数倍程度の容
量が得られ、且つ工場製作が可能であって、しかも陸上
輸送上の問題を解消した新規なる構造の都市ガス用のラ
インヒータを提供することを目的とする。 【構成】温水が満水され両端に管板を有する下部缶体
と、前記下部缶体の両管板にそれぞれ両端が嵌着し燃焼
ガスが流れる炉筒と煙管と、前記下部缶体の両管板に隣
接して設けられる煙室と、前記一方の煙室内に取り付け
られるバーナと、前記下部缶体の頂部に突設される複数
の連結管と、温水が満水され前記下部缶体の直上に搭載
され水平に装着されるＵ字管からなる加熱管を有する上
部缶体と、前記上部缶体の端板にそれぞれ突設され前記
加熱管と連通するＮＧ用の入口管と出口管と、前記上部
缶体の底部に突設され前記下部缶体の連結管と接続する
複数の連結管とを具備したことを特徴とする都市ガス用
ラインヒータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市ガス用ラインヒー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ガス用の原料ガスは、かっての石油
系炭化水素を水蒸気改質して得られるメタン及び水素等
を主成分とする合成ガスから、長期にわたって安定して
購入することができ、且つクリーンエネルギーでもある
液化天然ガス（以下，ＮＧという）に転換されている。
ＮＧは、受入れ基地のタンクに低温の液状で、貯蔵され
ているものをポンプで昇圧してから、海水等の低熱源を
利用する蒸発器で気化して、さらにＬＰＧで熱量調整し
てから、大都市周囲に環状に布設されている幹線に供給
され、要所，要所に設置される調圧用設備であるガバナ
ーステーションで減圧されて、環状幹線から放射状に延
びる支線を経由して、一般需要家に供給される。

【０００３】上記のように、ＮＧは受入れ基地のタンク
に液状で貯蔵されているため、ポンプにより効率よく昇
圧することができること、且つ気化後の体積は圧力に反
比例して少なくなることのため、幹線の供給圧力は同じ
管径の導管で多くのガス量を送給することができるよ
う、高圧化で運転されており、３０〜４０気圧の圧力が
採用されている。

【０００４】しかしながら幹線の圧力を高圧化した場合
には、次のような問題が生じる。すなわち、蒸発器で気
化されるＮＧの温度は、海水等の低熱源で気化している
ため、決して温度は高くなく通常は１０度Ｃ台である。
従って、前記のガバナーステーションで、例えば圧力を
３０気圧から８気圧まで減圧して放射状の支線に送給し
た場合には、断熱膨張によりＮＧの温度は相当低下す
る。一般的には、１気圧当たり約0.6 度Ｃ低下するの
で、減圧後の温度は、特に冬期間には零度Ｃ以下にな
り、ＮＧ中のブタン，付臭剤等が導管内で凝縮したり、
あるいは導管周りが凍結したりする等の不都合の原因に
なる。

【０００５】そこで、環状幹線から放射状支線に分岐送
給するガバナーステーションには、通常はラインヒータ
と呼ばれるＮＧの加熱器が設置されており、都市ガス等
の燃焼熱を熱源とする温水でＮＧを一旦加熱昇温してか
ら、減圧して零度Ｃ以下になるのを防止している。

【０００６】次に従来、用いられているラインヒータの
構造について、図面に基づいて説明する。図３は、従来
型ラインヒータの一部縦断面を示す側面図であり、図４
は図３のIV−IV視の横断面図である。図において、２１
は円筒形のシェルであり、その一端の端板２２下部に
は、都市ガスを燃料とするバーナ２３が取り付けられて
いる。２４はシェル２１の端板２２，２５間に両端が嵌
着されて、水平に設けられる大径管からなる炉筒であ
り、内部を燃焼ガスが矢印方向に流れて、シェル２１内
に満水している水を加熱する。

【０００７】２６はシェル２２のバーナ２３と反対側に
設けられる煙室であり、炉筒２４を出る燃焼ガスは、一
旦この煙室に入った後に方向を変えて、シェル２１の端
板２２，２５に両端が嵌着される複数本の煙管２７内を
矢印方向に流れて、シェル２１内の水を効率よく加熱す
る。この後、燃焼ガスは煙管２７を出た後に、バーナ２
３の燃焼室を囲んで形成される煙室２８に入り、再度方
向を変えて、上段の煙管２７Ａ内を矢印方向に流れて、
シェル２１内の水を加熱してから煙道２９に入り、図示
はされない煙突を経由して、大気放出される。

【０００８】一方、加熱されるＮＧは、シェル２１の端
板２５に突設される入口管３０から、シェル２１内の上
半部に設けられるＵ字管の管束からなる加熱管３１に入
り、前記の煙管２７等によって昇温される温水によって
加熱されて、所定温度までになって出口管３２を出て、
図示はされないガバナーステーションの減圧器に入り、
所定圧力に減圧されて支線に送給される。

【０００９】以上説明した温水加熱式のラインヒータ
は、伝熱媒体として温水を使用しているため安全である
こと，熱伝達係数がよいため装置がコンパクトである等
の特徴があるため、従来から広く採用されているが、最
近次のような問題が起こっている。すなわち、大都市へ
の人口の集中，クリーンエネルギーであるＮＧに対する
需要増加等が原因となって、環状の幹線から分岐する支
線一本当たりの送給量は増加の傾向を辿っており、この
ためガバナーステーションのラインヒータも大容量化が
必要になってきていることである。

【００１０】ラインヒータは、前記のように溶接構造か
らなる一体化した缶体であり、また高圧のＮＧを加温す
る圧力容器でもあるため、どうしても工場製作が必要で
ある。そして工場製作後は、据付け現場まで陸上輸送す
るが、この際道路運送上から、大きさの制限を受け、一
般的には、前記のシェル２１の直径で３Ｍが限度であ
る。

【００１１】以上説明した事情により、ラインヒータの
基本構造を変更しない限り、伝熱容量にもおのずと限度
があり、温水側あるいはＮＧ側の温度条件によっても異
なるが、一般的には伝熱量換算で約１×１０⁶ Kcal/Hr
位になる。しかしながら、大容量化で必要な容量は、こ
の数倍の熱量と考えられている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の従来
技術の問題点に鑑みてなされたものであって、従来の温
水循環式ラインヒータの数倍程度の容量が得られ、且つ
工場製作が可能であって、しかも陸上輸送上の問題を解
消した新規なる構造の都市ガス用のラインヒータを提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の要旨とするところは、温水が満水され両端に
管板を有する下部缶体と、前記下部缶体の両管板にそれ
ぞれ両端が嵌着し燃焼ガスが流れる炉筒と煙管と、前記
下部缶体の両管板に隣接して設けられる煙室と、前記一
方の煙室内に取り付けられるバーナと、前記下部缶体の
頂部に突設される複数の連結管と、温水が満水され前記
下部缶体の直上に搭載され水平に装着されるＵ字管から
なる加熱管を有する上部缶体と、前記上部缶体の端板に
それぞれ突設され前記加熱管と連通するＮＧ用の入口管
と出口管と、前記上部缶体の底部に突設され前記下部缶
体の連結管と接続する複数の連結管とを具備したことを
特徴とする都市ガス用ラインヒータにある。

【００１４】

【作用】下部缶体に取り付けられるバーナで、都市ガス
を燃焼して得られる高温の燃焼ガスは、最初に炉筒内を
流れて下部缶体内の温水を加熱し、次いで煙室内で方向
を変えて煙管内を流れて同様に温水を加熱し、バーナ側
の煙室内で再度方向を変えて、煙管内を流れて煙道に入
り、煙突から大気放出される。

【００１５】以上の様にして加熱される下部缶体内の温
水には、炉筒及び煙管の缶体の軸方向に沿っての伝熱速
度の相異により、温度の高低の分布が発生する。一般的
には、バーナが取り付いている管板の反対側の方が高く
なると考えられる。そしてこの状態になると温度の高い
方の連結管内を、高温のため比重の軽くなった温水が比
重差で上昇し、上部缶体内に流入する。

【００１６】上部缶体内においては、前記の様に高温側
の連結管を経由して上昇してきた温水は、上部缶体内に
水平に装着されるＵ字管からなる加熱管管束と接触し
て、加熱管内を流れるＮＧを加熱して温度が下がり、一
旦加熱管に沿って水平に流れた後に、低温のため比重が
重くなって他方の連結管から下部缶体内に流下すると考
えられる。

【００１７】以上の様に、従来は一つのシェル内に一体
的に形成されていた燃焼部と加熱部とを、二つの缶体に
二分割しても二以上の連結管で接続することにより、自
然対流循環が形成されていると考えられ、これにより従
来の一体型と同じ程度に効率よく伝熱することができ
る。そして上部缶体、下部缶体ともそれぞれ別個に工場
製作し、据付現場に搬入後に連結管でフランジ接続する
ことにより一体化できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例の縦断面図、図２は図１の
II−II視の横断面図である。１は円筒形の下部缶体であ
り、両端には管板２，３が固着される。４は両管板２，
３に両端が嵌着されて水平に設けられる炉筒であり、後
記するバーナ５の燃焼ガスが矢印方向に流れて、下部缶
体内に満水している水を加熱する。

【００１９】６は下部缶体１の管板２に隣接して設けら
れる煙室であり、中央部には都市ガスを燃焼するバーナ
５が取り付けられている。７は他方の管板３に隣接して
設けられる煙室であり、炉筒４を出る燃焼ガスはこの煙
室７内で方向を変えて、管板２，３に両端が嵌着される
煙管８内を矢印方向に流れて、下部缶体内の水を効率よ
く加熱する。この後、燃焼ガスは煙管８を出た後に前記
の煙室６に入り、再度方向を変えて、上段の煙管８内を
矢印方向に流れながら、下部缶体１内の水を加熱してか
ら煙道９に入り、図示はされない煙突を経由して大気放
出される。

【００２０】１０，１１は下部缶体１の頂部に上向きに
突設される連結管であり、下部缶体１の直上に搭載され
る円筒形の上部缶体１２の底部に下向きに突設される連
結管１７，１８とフランジを介して液密に接続される。

【００２１】１３は上部缶体１２内の軸方向に水平に装
着されるＵ字管からなる加熱管の管束であり、上部缶体
１２の端板１４に突設されるＮＧの入口管１５及び出口
管１６と連通している。１９は上部缶体１２の胴部に設
けられる点検用のマンホールであり、２０は温水から発
生する水蒸気用のベント管である。

【００２２】次に以上の構成からなる実施例の作用につ
いて説明する。下部缶体１のバーナ５で都市ガスの燃焼
により発生する高温の燃焼ガスは炉筒４，下部の煙管８
及び上部の煙管８を順次通過しながら下部缶体１内の温
水を加熱する。そうすると、下部缶体１内の温水の温度
分布に高低差が発生し、例えば連結管１０近くの温度が
高くなると、比重が軽くなり、下部缶体１内の温水は連
結管１０内を上昇し、上部缶体１２内に流入し、加熱管
１３の管束に接触し、管内を流れるＮＧを効率よく加熱
する。

【００２３】この後温水は、一端加熱管に平行して流
れ、温度が下って比重が重くなり、他方の連結管１８か
ら下部缶体１内に下降し、再度下部缶体１内の炉筒４及
び煙管８によって加熱されて温度が上り、比重が軽くな
って連結管１０内を上昇する。以上の様に、下部缶体１
及び上部缶体１２内の温水は、２組の連結管１０−１
７、１１−１８の接続によって、自然対流伝熱流路を形
成し、効率よく伝熱を行うものと考えられる。

【００２４】本実施例においては、連結管の本数は２組
としたが、ラインヒータの容量によっては３組以上して
もよい。また上部缶体及び下部缶体の断面も本実施例の
ように円形に限らず、場合によっては四角形も可能であ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上の構成と作用を有する本発明によれ
ば、次の効果が得られる。 (1) 上部加熱部、下部燃焼部とも、それぞれ別個に工場
製作が可能であり、しかも据付現場では単に連結管の接
続のみで、一体化可能である。 (2) 従来の一体型の数倍の伝熱容量にしても、陸上輸送
が可能である。 (3) 上部加熱部と下部燃焼部に二分割しても、伝熱性能
は従来の一体型と同じである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の縦断図面

【図２】図１のII−II視の横断図面

【図３】従来型ラインヒータの一部縦断面を示す側面図

【図４】図３のIV−IV視の横断面図

【符号の説明】

１；下部缶体、２；管板、３；管板、４；炉筒、５；バ
ーナ、６；煙室、７；煙室、８；煙管、９；煙道、１
０，１１；連結管、１２；上部缶体、１３；加熱管、１
４；端板、１５；入口管、１６；出口管、１７，１８；
連結管、１９；マンホール、２０；ベント管、２１；シ
ェル、２２；端板、２３；バーナ、２４；炉筒、２５；
端板、２６；煙室、２７；煙管、２８；煙室、２９；煙
道、３０；入口管、３１；加熱管、３２；出口管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温水が満水され両端に管板を有する下部缶
   体と、前記下部缶体の両管板にそれぞれ両端が嵌着し燃
   焼ガスが流れる炉筒と煙管と、前記下部缶体の両管板に
   隣接して設けられる煙室と、前記一方の煙室内に取り付
   けられるバーナと、前記下部缶体の頂部に突設される複
   数の連結管と、温水が満水され前記下部缶体の直上に搭
   載され水平に装着されるＵ字管からなる加熱管を有する
   上部缶体と、前記上部缶体の端板にそれぞれ突設され前
   記加熱管と連通するＮＧ用の入口管と出口管と、前記上
   部缶体の底部に突設され前記下部缶体の連結管と接続す
   る複数の連結管とを具備したことを特徴とする都市ガス
   用ラインヒータ。