JPS61178017A - 都市ガス冷却方法 - 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】 本発明は、都市ガスの冷却方法に関するものである。

都市ガスにおける冷却は、主としてガス中の水分を除去
するために行われる。ガス中の水分が多いと、ガスの露
点が上がりそれだけ液化し、結露する可能性が強くなる
。即ち、供給設備（ガスホルダー等）から出る時に飽和
水蒸気を含んでいると、それよりも温度が下がるとガス
中の水分が凝縮することとなる。このように水分が凝縮
するとガスホルダーや配管の腐食の原因となる。また、
凝縮水が冬場凍結することによってガバナーやガスメー
ターの作動不良、及び配管や弁等の損傷の原因にもなり
、ガス供給に支障をきたす。

よって、都市ガスの供給において、配管内でガスを凝縮
させないことは、非常に重要なことである、。これを防
ぐためには、供給ガスの露点を下げなければならない。

この露点を下げるということは、供給ガス中の水分を除
去することである。よって、通常のガス会社においては
、ガス供給前に製造ガスの脱水を行っている。

脱水の方法には、吸着式や冷却式があるが、吸着剤の取
り替え等の不便さから、冷却式が多（用いられている。

この方式の原理は、ガスを冷却し水分を凝縮させて、そ
れを除去するものである。

ガスの冷却方法としては、フロン等の冷媒を有する冷凍
機によってガスを間接的に冷却するものが多い。即ち、
冷凍機でエチレングリコール等の冷媒体を冷却し、その
冷媒体によってガスを冷却する方法である。これは、直
接冷凍機でガスを冷却する場合と比べて、局部冷却によ
る凝縮水の凍結がない点有利である。

都市ガスというものは、−日の供給量は大きく変動する
。最大時は夕方頃であり、最小は勿論深夜である。この
差は非常に大きく時間当たりにして、１０倍以上となる
。よって、冷凍機の稼働率も大きく変動することとなる
。

ガスが、低圧の有水式ホルダーから直接に布中に供給さ
れるのであれば、そのホルダー出側のガスすべて脱水し
なければならない。有水ホルダーで、水分は飽和してい
るためである。このため、冷却機の稼働率の変動が、供
給量の変動と同様になる。

また、球型の中圧、高圧のホルダーを有しているところ
は、予め脱水したガスを球型に貯蔵することとなる。よ
って、冷却機の稼働率の変動は、供給量と一致せず、製
造量即ち球型ホルダーへ導入される量の変動と一致する
。この場合は、前記の例の如（極端ではないが、それで
も最小の製造量と最大の製造量では３倍程度にはなる。

以上のような現状では、冷凍機としては最大流量時の能
力が必要であり、通常はその何分の１かで運転すること
となる。即ち、−日の内数時間しか必要のない大きな能
力の設備が必要となり、非常に無駄な設備投資をしてい
ることとなる。

このようなことを防止する方法として、冷媒体の量を増
加し、ガス流量の小さい時でも、冷凍機をその量以上の
能力で運転し、温度の低い冷媒体を貯蔵し、それを最大
ガス量時に使用することも考えられる。しかし、これで
は冷媒体の貯蔵タンクが非常に大きなものとなり、かえ
って不経済である。よって、発明者の知る限り、このよ
うな方法を実施しているところはない。

最近の都市ガスのコストに占める電力費の割合が非常に
増加している。これは、供給エリアが大きくなったため
、昇圧して供給するためと、貯蔵用として中圧の球型ホ
ルダーを使用するためである。即ち、これらのための昇
圧機の電力費が大きいのである。これに加えて冷凍機の
コンプレッサーをも加えると、最大製造量時で非常に大
きな消費電力となる。このため、契約電力が大きくなり
その分の負担も大きい。よって、この電力費をできるだ
け軽減したいというのが、ガス会社の大きな要望である
。

以上のような設備費及び電力費の無駄を省き、効率のよ
いガス製造を行なうために、本発明者は本発明を完成さ
せたものである。

本発明は、冷凍機の余剰能力によって冷媒体を凍結させ
て、その融解熱を利用してガスを冷却するものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の実施例を示す概略フローシートであ
る。ガスの流量が最大の半分の場合について説明する。

この時、冷凍機＋１１からの冷媒は、熱交換器（２）に
導入される。そして、熱交換器（２）において冷媒体を
冷却し、該冷媒体によってガスはガス冷却器（３）にお
いて冷却される。ガスラインとしては、この後に凝縮し
た水を除去するドレインセパレータ等が設けられている
が、本発明とは直接関係がないため省略する。冷凍機（
１）としては、゛この最大流量の半分の時にガスを所定
の温度まで冷却できる能力を有している。

次に、ガスの流量が最大時の半分以下に減少すると、冷
媒は一部バイパスされて、水槽に導入される。このバイ
パス等は弁の開度の調整によってなされる。この水槽に
は水が満たされており、冷媒はこれを冷却し、かつ一部
を凍結させる。

次に、ガス流量が最大時の半分以上に増加すると、水槽
（４）中の冷媒体をもガス冷却器（３）に導入する。こ
のようにして、最大流量時に水槽（４）からの冷媒体を
最大循環させるよう水槽（４）の大きさや、循環ポンプ
の能力を決定する。

このようにすると、冷凍機の能力が最大流量時の半分で
済む。なぜならば、冷凍機（１）の能力が不足する能力
は、水槽（４）からの冷媒体での冷却能力で補うことと
なるのである。

また、水槽（４）での凍結は冷凍機（１）の能力に余力
がある時はいつでもできるため、深夜の電気料金が安価
な間にもできる。この点が電力費の大きな軽減となる。

さらに、冷媒体を単に冷却して貯蔵する場合と比較して
水槽（４）自体が小さくて済むという利点もある。即ち
、いまここで８０．０００Ｋｃａｌを貯蔵しようとする
と、冷媒体として水を使用したとして、実際に熱交換で
きる温度差を１０℃とすると、８．０００Ｋｇの容量が
必要となる。しかし、これを凍結させて貯蔵すると、そ
の半分を凍結させ、且つ凝固潜熱を８０ｋｃａｌ／ｋｇ
とし、１０℃の水にまでするとすると次のようになる。

ｘ　（８０＋１０）　／　２　＋１０ｘ／　２−８０．
０００（Ｘは水槽中の水量） Ｘ＝１．６ＱＯとなり、必要水量は１．６００　ｋ、と
なる。

このように、貯蔵タンク（水槽）の容量が前記した例と
比べて１１５となり、大きく軽減できるのである。

冷媒等の配管には、上記の制御を行うため、制御弁やポ
ンプが設けられていることは言うまでもない。

この例では、冷凍機（１）の能力は、ガスの最大流量を
所定の温度にまで冷却するに要する能力の半分であるが
、これは水槽（４）の大きさ、ガスの供給パターン等に
よって変動するものであってどのようにでもできる。ま
た、ガス冷却器（３）もｌ器ではなく、それぞれ別にし
て並設してもよい。

冷媒体としては、水でも、またエチレングリコール等を
含む市販されているブライン（冷媒）を使用してもよい
。さらに、冷媒体を２種用いてもよい。例えば、通常の
方はブラインで、水槽（４）からの方は水等である。

勿論、水槽（４）、熱交換器等はどのような形状のもの
でもよい。水槽式ではなく、熱交換器型のものでもよい
。

水槽（４）からの冷媒体は、凍結していない液のみをガ
ス冷却器（３）に導入しても、小さい凍結物をも合わせ
て導入してもよい。

第２図は、本発明の他の実施例を示す概略フローシート
である。本例では、前記の熱交換器（３）はなく、ガス
冷却器（３）と一体になっている。即ち、直接冷却方式
である。よって、冷媒（フロン等）は、直接ガス冷却器
（３）及び水槽（４）に導入され、冷媒体く水等）は第
２のガス冷却器（３１）に導入されている。

このようにすると、前記の例の熱交換器（２）が不要で
あり、設備費が軽減できる。

これも、ガス冷却器は２器使用せず、１器のみでもよい
。その１器のガス冷却器にコイルを２種設ける等である
。

以上、本発明について、実施例を中心に説明したが・こ
れら実施例に限定されるものではなく、要は冷媒体を凍
結させて、その融解熱をガスの冷却に使用するものはす
べて含むものである。

本発明は、新設時には勿論、既設の装置の能力アップを
図る場合にも通用できる。即ち、冷凍機の能力は変えず
に、より多量のガスを冷却できるようになるということ
である。

本発明の効果としては、冷凍機の能力が軽減できるため
に設備費が大きく軽減できること、及びピーク時の契約
電力が下がるため基本料金の軽減によって電力費が軽減
できることが挙げられる。

このように、本発明はガス会社において非常に有益な発
明であるとともに、省エネルギー政策にも沿うものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略フローシートであり
、第２図は他の実施例を示す概略フローシートである。 ■・・・冷凍機 ２・・・熱交換器 ３・・・ガス冷却器 ４・・・水槽 ３１・・・ガス冷却器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、都市ガス製造設備の脱水装置において、冷凍機のガ
   ス冷却能力余剰分によって冷媒体を凍結させ、その凍結
   した冷媒体の融解熱をガス冷却に使用することを特徴と
   する都市ガス冷却方法。 ２、冷媒体は、夜間に凍結させるものである特許請求の
   範囲第１項記載の都市ガス冷却方法。 ３、冷媒体は、水である特許請求の範囲第１項記載の都
   市ガス冷却方法。 ４、冷媒体は、エチレングリコールの水溶液である特許
   請求の範囲第１項記載の都市ガス冷却方法。 ５、冷媒体は、２種使用するものである特許請求の範囲
   第１項記載の都市ガス冷却方法。 ６、ガス冷却のためのガス冷却器は、それぞれの冷媒体
   用として２種用いるものである特許請求の範囲第５項記
   載の都市ガス冷却方法。