WO2017073139A1 - 気化器 - Google Patents

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WO2017073139A1
WO2017073139A1 PCT/JP2016/074036 JP2016074036W WO2017073139A1 WO 2017073139 A1 WO2017073139 A1 WO 2017073139A1 JP 2016074036 W JP2016074036 W JP 2016074036W WO 2017073139 A1 WO2017073139 A1 WO 2017073139A1
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WO
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cross
sectional area
reducing member
main body
body container
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Application number
PCT/JP2016/074036
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English (en)
French (fr)
Inventor
章 大塩
智彦 長濱
一三 服部
直也 宮上
Original Assignee
株式会社神鋼エンジニアリング＆メンテナンス
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from JP2016094019A external-priority patent/JP6515060B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/08—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels

Definitions

  • the present invention relates to a vaporizer that vaporizes a liquefied gas such as LNG with a heating fluid.
  • the heat transfer tube through which the liquefied gas flows is a meandering shape in which a straight tube portion and a reversing portion are combined. It has become piping.
  • the contact area between the liquefied gas and the heating fluid can be increased, and the vaporization function can be improved.
  • Patent Document 1 a plurality of baffle plates provided alternately with upper and lower half-moon-shaped notches so that the flow velocity of the heating fluid at the inlet portion of the liquefied gas is faster than the flow velocity at the other portions, Arranged inside the container (body).
  • Patent Document 2 a plurality of baffle plates (baffles) having alternately half-moon-shaped cutout portions are arranged at equal intervals inside the main body container (body).
  • JP 2004-93098 A Japanese Patent No. 4313605
  • the present inventors conducted a test to reduce the temperature of the heating fluid with respect to a small-sized vaporizer provided with a plurality of baffle plates inside the main body container as described above. It was possible to continue, but when the temperature of the heating fluid was lowered to 20 ° C, the temperature of the outlet gas (vaporized gas) began to drop in a few minutes, and in about 15 minutes the baffle plate attachment location on the outer surface of the main body container The phenomenon of frost formation in the vicinity was confirmed. The cause is that the heating fluid stagnates in the vicinity of the baffle plate mounting location in the main body container, and as a result, the heat transfer is locally deteriorated, the fluid freezes, and the freeze grows. It is assumed that the outer surface is frosted.
  • a certain amount of space can be secured between the inner surface of the main body container and the heat transfer tube inside the main body container.
  • the part is not a part that contributes much to heat transfer, and it is unlikely that the heating fluid will freeze in this part.
  • the heating fluid flowing in the main body container can be promoted by increasing the flow rate of.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to prevent the heating fluid from stagnating in the vicinity of the baffle plate mounting location in the main body container, and to increase the flow rate of the heating fluid more than in the past. It is to provide a vaporizer with an internal structure that can be increased.
  • the present invention is a vaporizer that vaporizes a liquefied gas with a heating fluid, a cylindrical main body container, a heat transfer tube that is disposed inside the main body container and through which the liquefied gas flows, and a shaft of the main body container
  • a cross-sectional area reducing member having a shape extending linearly along the direction and disposed at a central portion in the main body container as viewed from the axial direction.
  • the heat transfer tube has a straight tube portion extending along the axial direction and a reversing portion positioned at an end portion in the axial direction, and is formed in a meandering shape, and the inner surface of the main body container and the cross-sectional area reducing member
  • the straight pipe portion is disposed in an annular space between the outer surface and the heating fluid is caused to flow in the annular space.
  • a band-shaped baffle plate extending spirally along the axial direction is disposed in the annular space.
  • the cross-sectional area of the annular space through which the heating fluid flows is smaller than the cross-sectional area of the main body container by the cross-sectional area of the cross-sectional area reducing member.
  • the flow rate of the heating fluid can be increased.
  • the baffle plate disposed in the annular space is formed in a strip shape extending spirally along the axial direction, so that the heating fluid is provided in the vicinity of the baffle plate attachment location in the main body container. Can be prevented, and the flow rate of the heating fluid can be further increased as compared with the plurality of baffle plates described in Patent Documents 1 and 2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line BB in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • the liquefied gas to be vaporized is LNG (liquefied natural gas), but the vaporization target is not limited to LNG.
  • the heating fluid for vaporizing the liquefied gas is not limited to the hot water shown below, and other liquids can be used as the heating fluid.
  • water used as the heating fluid, room temperature water can be used, and the lower limit of the water temperature is about 10 ° C.
  • the present invention is suitable for a small vaporizer.
  • the vaporizer 100 includes a cylindrical main body container 10 and a heat transfer tube 20 formed in a meandering shape and disposed in the main body container 10.
  • One end of the heat transfer tube 20 is an LNG supply port 31, and the other end is an NG exhaust port 32.
  • NG is a gas (natural gas) vaporized by LNG.
  • a hot water supply nozzle 41 for supplying hot water into the main body container 10 and a hot water discharge nozzle 42 for discharging hot water from the main body container 10 are attached to the main body container 10.
  • a hot water supply pipe (not shown) is connected to the hot water supply nozzle 41, and a hot water discharge pipe (not shown) is connected to the hot water discharge nozzle 42.
  • the LNG flowing in the heat transfer tube 20 is warmed by heat exchange with the hot water flowing in the main body container 10, and the LNG is vaporized.
  • the hot water flowing in the main body container 10 not only vaporizes LNG but also has a role of heating NG vaporized by LNG.
  • the main body container 10 is a cylindrical container into which hot water is supplied, and has a cylindrical main body portion 11 and lid portions 12 and 13 that close both ends of the main body portion 11.
  • the main body container 10 is supported by the support member 90 so that the axial direction of the main body container 10 (hereinafter referred to as “container axial direction”) is horizontal, but the container axial direction is horizontal. It is not essential to arrange so that.
  • the container axial direction may be slightly inclined with respect to the horizontal, and further, the main body container 10 may be arranged vertically rather than horizontally so that the container axial direction is the vertical direction.
  • the shape of the orthogonal cross section with respect to the container axial direction of the main body container 10 is not limited to a circle, and may be a polygon, for example.
  • the lid 12 provided at the right end in FIG. 1 has a cup shape, and is bolted to the main body 11 in a state where the flange 12 a is abutted against the flange 11 a of the main body 11. .
  • the lid portion 13 provided at the left end portion in FIG. 1 has a disk shape, and is bolted to the main body portion 11 with the peripheral edge portion butting the flange portion 11b of the main body portion 11.
  • the Both the lid parts 12 and 13 have a detachable structure that can be detached from the main body part 11 by removing the bolts.
  • the heat transfer tube 20 is a pipe through which LNG flows, and is formed in a serpentine shape as a whole by combining a straight tube portion 21 extending along the container axis direction and reversing portions 22 positioned at both ends in the container axis direction.
  • FIG. 2 which is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1
  • FIG. 3 which is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. Details will be described.
  • the heat transfer tube 20 of the present embodiment has eight straight tube portions 21 (21 a to 21 h) and a U-shaped reversing portion 22 that connects two different straight tube portions 21. It has an eight-stage structure having seven (22a to 22g). Specifically, the heat transfer tube 20 has a straight tube portion 21a, a reversing portion 22a, a straight tube portion whose end located outside the container is an LNG supply port 31 from the upstream side to the downstream side of the LNG flow path.
  • the portion 22g and the straight pipe portion 21h whose end portion located outside the container is the NG discharge port 32 are connected in order and formed in a meandering shape.
  • the inversion parts 22b, 22d, and 22f located on the left end side (one end side) of the main body container 10 are formed integrally with the straight pipe part 21 by bending the straight pipe.
  • the reversing part 22b is formed by bending the central part of the straight pipe, and the straight pipe parts 21b and 21c located on the upstream side and the downstream side of the reversing part 22b, respectively, are continuously connected. It is configured as a tube. The same applies to the inversion units 22d and 22f.
  • the reversing portions 22 a, 22 c, 22 e, and 22 g located on the right end side (the other end side) of the main body container 10 are formed by welding a U-shaped joint made of, for example, a 180 ° elbow to the straight pipe portion 21. Is formed.
  • the reversing portion 22a is configured by welding a U-shaped joint to the right ends of the straight pipe portions 21a and 21b (this U-shaped joint portion is the reversing portion 22a).
  • the welding location W of the said joint is located inside the cup-shaped cover part 12, as shown in FIG.
  • the bending radii of the reversing portions 22b, 22d, and 22f located on the left end side (one end side) of the main body container 10 described above are the reversing portions 22a, 22c, and 22e located on the right end side (the other end side) of the main body container 10.
  • 22g (the welded U-shaped joint) is larger than the bending radius.
  • the specific configuration of the heat transfer tube 20, that is, the specific number and position of the straight tube portion 21 and the reversing portion 22 is not limited to that of the present embodiment, and can be changed as appropriate.
  • the LNG flow path from the LNG supply port 31 to the NG discharge port 32 is a single-pass type, but a plurality of heat transfer tubes 20 may be provided to form a multiple-pass type.
  • the hot water supply nozzle 41 is a nozzle for supplying hot water into the main body container 10, and is connected to the lower left end of the main body container 10.
  • the hot water discharge nozzle 42 is a nozzle for discharging hot water from the main body container 10, and is connected to the lower right end of the main body container 10. Therefore, the warm water supplied to the main body container 10 basically flows from the warm water supply nozzle 41 toward the warm water discharge nozzle 42 from the left side to the right side in FIG.
  • the arrangement of the hot water supply nozzle 41 and the hot water discharge nozzle 42 is not limited to this.
  • the cross-sectional area reducing member 50 is a member for reducing the flow path cross-sectional area in a cross section orthogonal to the container axial direction (hereinafter referred to as “orthogonal cross section”) in order to increase the flow rate of the hot water flowing in the main body container 10. is there.
  • the cross-sectional area reducing member 50 is a hollow cylindrical member extending linearly with both ends in the container axial direction closed, but is not limited to this.
  • the cross-sectional area reducing member 50 may be a solid member extending linearly, or the cross-sectional shape may be a polygon other than a circle.
  • the cross-sectional area reducing member 50 is disposed at the center of the main body container 10 when viewed from the container axial direction, that is, in an orthogonal cross section.
  • a left end portion in FIG. 1 of the cross-sectional area reducing member 50 is fixed to the lid portion 13 of the main body container 10 by a fixing member 51.
  • a belt-like baffle plate 60 (described later) extending in a spiral shape along the container axial direction is fixed to the outer peripheral surface of the cross-sectional area reducing member 50 by welding or the like. That is, the cross-sectional area reducing member 50 is substantially supported by the strip-shaped baffle plate 60 extending in a spiral shape.
  • an annular space R is formed between the inner peripheral surface of the main body container 10 and the outer peripheral surface of the cross-sectional area reducing member 50.
  • this annular space R the straight pipe portion 21 of the heat transfer pipe 20 is disposed and hot water is allowed to flow. Since the cross-sectional area of the annular space R in the orthogonal cross section is smaller than the cross-sectional area of the main body container 10 by the cross-sectional area reducing member 50 compared to the case where the cross-sectional area reducing member 50 is not provided, the inside of the main body container 10 is reduced. The flow rate of the flowing warm water can be increased.
  • the baffle plate 60 is a member for allowing warm water to flow without stagnation in the annular space R of the main body container 10, and as shown in FIG. 1 and the like, it is a belt-like member extending in a spiral shape along the container axial direction. is there. As shown in FIGS. 2 to 4, the baffle plate 60 is provided over the entire radial direction of the annular space R when viewed from the container axis direction in a cross-sectional view orthogonal to the container axis direction.
  • the flow path of the hot water (heating fluid) extending spirally is partitioned in the main body container 10 by the inner peripheral surface of the main body container 10, the outer peripheral surface of the cross-sectional area reducing member 50, and the baffle plate 60. It is formed.
  • the baffle plate 60 is formed with circular holes 60a to 60h having the same diameter as the heat transfer tubes 20, and the straight tube portions 21a to 21h of the heat transfer tubes 20 are respectively formed in the holes 60a to 60h. It is configured to be inserted.
  • the strip-shaped baffle plate 60 of the present embodiment extending in a spiral shape is a single baffle plate formed by joining plate materials at appropriate locations. That is, when the baffle plate 60 is compared to a screw, the distance (lead) that travels in the container axis direction when it is assumed that the baffle plate 60 has made one rotation is the distance (pitch) between the peaks of the baffle plate 60. be equivalent to. In addition, it is good also as a form which attached to the outer peripheral surface of the cross-sectional area reduction member 50 the strip
  • the inner diameter of the main body container 10 is D1
  • the outer diameter of the cross-sectional area reduction member 50 is D2
  • the pitch of the baffle plates 60 extending in a spiral shape (distance between the crests and crests, baffle plate portions adjacent in the container axial direction) It is preferable that the relationship D2 ⁇ P ⁇ D1 is established, where P is the distance between the two. Please refer to FIG.
  • the diameter of the virtual circle is such that the straight pipe portions 21a to 21h are arranged at equal centers around the container axis in the radial direction of the annular space R, and the pitch P of the baffle plate 60 is approximately D3.
  • D3 and the pitch P of the baffle plate 60 are substantially the same.
  • the pitch P is a constant pitch from end to end in the container axis direction of the annular space R.
  • the hollow cylindrical cross-sectional area reducing member 50, the belt-like baffle plate 60 extending in a spiral shape, and the straight pipe portions 21a to 21h constituting the heat transfer tube 20 are provided in the main body container 10.
  • the cross-sectional area is reduced from the inlet side to the outlet side of the hot water through the spirally extending flow path defined by the inner peripheral surface of the main body container 10, the outer peripheral surface of the cross-sectional area reducing member 50, and the baffle plate 60. Since the warm water flows spirally around the member 50, the warm water is prevented from stagnation in any part of the flow path cross section.
  • the cross-sectional area of the annular space R through which the heating fluid flows is smaller than the cross-sectional area of the main body container 10 by the cross-sectional area of the cross-sectional area reducing member 50.
  • the flow rate of the heating fluid can be increased.
  • the baffle plate 60 disposed in the annular space R is shaped like a belt extending spirally along the container axial direction, so that the baffle plate mounting location in the main body container 10 is provided.
  • the heating fluid can be further increased.
  • the flow rate of the heating fluid for example, water
  • the flow rate of the heating fluid is 0.1 m / second according to the same numerical analysis. Therefore, the flow rate can be increased up to about 4 times.
  • the heating fluid By increasing the flow rate of the heating fluid in this way, heat exchange between LNG (liquefied gas) and the heating fluid can be promoted.
  • the heating fluid can be prevented from stagnation in the vicinity of the baffle plate mounting location in the main body container 10, and from this point, heat exchange between LNG (liquefied gas) and the heating fluid is promoted. be able to.
  • interval will be expanded by enlarging the internal diameter of a main body container, if the internal diameter of a main body container is enlarged, the flow rate of the fluid for a heating will reduce that much and heat transfer will deteriorate. Therefore, in this invention, while providing the cross-sectional area reduction member 50 in the center part in the main body container 10, and arrange
  • the band-shaped baffle plate 60 is provided over the entire radial direction of the annular space R when viewed from the container axis direction in a cross-sectional view of the main body container 10 with respect to the container axis direction. According to this configuration, almost the entire amount of the heating fluid flowing in the main body container 10 becomes a flow swirling around the cross-sectional area reducing member 50, and the flow of the heating fluid flowing in the main body container 10 linearly in the container axial direction (container (Flow leaking from the baffle plate 60 in the axial direction) can be minimized, and the flow velocity of the heating fluid can be further increased.
  • the pitch of the baffle plates 60 extending spirally is P
  • D2 ⁇ P ⁇ D1 the relationship of D2 ⁇ P ⁇ D1 is established.
  • the pitch P of the baffle plate 60 is set.
  • the pitch P of the baffle plates 60 it is possible to prevent the intersecting angle between the straight tube portion 21 of the heat transfer tube 20 and the baffle plate 60 from being greatly separated from 90 degrees.
  • the shape of the hole (60a to 60h) for inserting the straight pipe portion 21 formed in the baffle plate 60 is not a perfect circle but an ellipse corresponding to the angle of the straight pipe portion 21 when inserted. Since it becomes difficult to occur, the manufacturing cost of the baffle plate 60 can be suppressed. Therefore, it is preferable to set the pitch P of the baffle plates 60 to satisfy the relationship of D2 ⁇ P ⁇ D1.
  • some inversion parts 22b, 22d, and 22f of the inversion parts 22 which comprise the heat exchanger tube 20 are integrally formed with the straight pipe part 21 by the bending process.
  • a crack or the like is generated from the welded portion, which easily causes damage. Therefore, by forming the reversing part 22 integrally with the straight pipe part 21 by bending, welding becomes unnecessary and the problem of cracking can be avoided.
  • the reversing portions 22b, 22d, and 22f on one end side (left end side in FIG. 1) in the container axial direction are formed integrally with the straight pipe portion 21 by bending, whereas the container axial direction
  • the reversing portions 22a, 22c, 22e, and 22g on the other end side (the right end side in FIG. 1) are formed by welding a U-shaped joint to the straight pipe portion 21. Therefore, when checking the welding location during the maintenance of the vaporizer 100, since there is no welding location on the heat transfer tube 20 on the one end side, it is not necessary to remove and inspect the lid 13 and perform maintenance easily. Can do.
  • the end of the other end side of the main body container 10 is a detachable lid 12. Therefore, the welding location W of the inversion parts 22a, 22c, 22e, and 22g can be easily inspected by removing the lid part 12.
  • the welding location W is located inside the cup-shaped lid portion 12, and when the lid portion 12 is removed, the welding locations W of the reversing portions 22a, 22c, 22e, and 22g are exposed. ing. For this reason, the inspection of the welding location W can be performed more easily.
  • a vaporizer 101 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the same or similar members as those constituting the vaporizer 100 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals. In the following description, the description of these same or similar members will be omitted as appropriate.
  • the hollow cross-sectional area reducing member 50 of the present embodiment disposed in the main body container 10 is a member for reducing the flow path cross-sectional area in the orthogonal cross section so as to increase the flow velocity of the hot water flowing in the main body container 10. At the same time, it is a member for further preventing the heat transfer tube 20 from freezing.
  • the cross-sectional area reducing member 50 By the cross-sectional area reducing member 50, the flow path of the hot water flowing through the main body container 10 is divided into two in the orthogonal cross section. Thereby, the flow path cross-sectional area in the orthogonal cross section is reduced as compared with the case where the cross-sectional area reducing member 50 is not provided.
  • a plurality of holes 50a as openings are formed in the left end surface of the cross-sectional area reducing member 50 in FIG. 5 (openings are formed).
  • a total of 13 holes 50a are formed.
  • the size, number, position, etc. of the holes 50a are not limited to those of the present embodiment.
  • the fixing member 51 may be attached to the outer peripheral surface of the end portion of the cross-sectional area reducing member 50 so that the entire left end surface of the cross-sectional area reducing member 50 is opened.
  • a hot water supply nozzle 41 as a hot water supply port is provided at the right end of the cross-sectional area reducing member 50 in FIG.
  • a hot water discharge nozzle 42 as a hot water discharge port is provided on the lower surface of the lid portion 12 constituting the main body container 10.
  • the hot water supply nozzle 41 and the hot water discharge nozzle 42 are grouped at one axial end of the main body container 10.
  • a right end portion of the cross-sectional area reducing member 50 is slightly protruded from the lid portion 12 constituting the main body container 10. Thereby, it is easy to provide the hot water supply nozzle 41 at the right end of the cross-sectional area reducing member 50 while sealing the inside of the main body container 10.
  • a plurality of holes 50 b are formed in the surface on the right end portion side of the outer peripheral surface of the cross-sectional area reducing member 50.
  • the hole 50 b is a hole formed in one of the outer peripheral surfaces of the cross-sectional area reducing member 50 on the surface on the end side in the axial direction.
  • a total of four holes 50 b are formed in the outer peripheral surface of the cross-sectional area reducing member 50 between two baffle plate portions adjacent to each other in the container axial direction in the strip-like baffle plate 60 extending in a spiral shape.
  • the position close to the second-stage straight pipe portion 21b of the heat transfer tubes 20 in other words, a position close to the second-stage straight pipe portion 21b.
  • a hole 50b is formed.
  • the hole 50b is smaller than the above-described hole 50a.
  • the total hole area of the total four holes 50b is smaller than the total hole area of the total 13 holes 50a. The size, number, position, etc.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 5, so that the hole 50b does not originally appear in FIG. 8, but the hole 50b is shown in FIG. 8 for convenience of explanation.
  • Hot water from a hot water supply pipe flows from the hot water supply nozzle 41 into the cross-sectional area reducing member 50.
  • Hot water flows through the cross-sectional area reducing member 50 in the container axial direction from the right end to the left end.
  • the hot water that has reached the left end portion of the cross-sectional area reducing member 50 is ejected from a plurality of holes 50a formed in the left end surface of the cross-sectional area reducing member 50 and reversed. Thereafter, the warm water spirally flows in the annular space R from the left end portion to the right end portion.
  • the hot water that has reached the right end is discharged from the hot water discharge nozzle 42 to the outside of the main body container 10.
  • the right end portion of the inside of the cross-sectional area reducing member 50 has a pressure higher than that of the right end portion in the annular space R. It ejects into the annular space R from a plurality of holes 50b formed in the surface on the right end side. Since a spiral flow is generated in the annular space R, the hot water ejected from the hole 50b becomes a spiral flow in the same manner due to the hot water flowing in a reversed manner at the left end in the main body container 10. It hits the second straight tube portion 21b of the heat transfer tube 20, and then hits the first straight tube portion 21a.
  • the right end portions of the straight tube portion 21a and the straight tube portion 21b of the heat transfer tube 20 are the portions most easily frozen in the entire heat transfer tube 20 because LNG vaporizes most in the portions. According to the above configuration, the right end portion of the straight pipe portion 21a and the straight pipe portion 21b can be supplied with hot water that has just been supplied into the main body container 10, i.e., that does not significantly reduce the temperature. Freezing of the heat transfer tube 20 at this portion can be suppressed.
  • hot water (heating fluid) is supplied from one axial end of the cross-sectional area reducing member 50 to the inside of the cross-sectional area reducing member 50, and then the heating fluid is disconnected.
  • the area reducing member 50 is configured so as to exit from the other axial end and to flow in the annular space R by being inverted.
  • the hot water flows also inside the cross-sectional area reducing member 50, so that the heat transfer tube in which LNG (liquefied gas) flows. 20 can be further prevented from freezing. Thereby, the further temperature reduction of the hot water to be used can be implement
  • connection part (the warm water supply nozzle 41 and the warm water discharge nozzle 42) of the hot water supply pipe and the discharge pipe can be collected at one end of the main body container 10, the connection of the hot water supply pipe and the discharge pipe to be connected is performed. It will also be easy.
  • the strip-shaped baffle plate 60 extending spirally along the container axis direction in the annular space R, it is possible to prevent the hot water from stagnation in the annular space R and to further increase the flow rate of the warm water. Can be made. The hot water can be prevented from stagnation and the flow rate can be increased, so that the heat exchange between the LNG and the hot water can be further promoted.
  • the hot water supply nozzle 41 as a hot water (heating fluid) supply port is provided at one axial end of the cross-sectional area reducing member 50, and the other axial end of the cross-sectional area reducing member 50 is provided.
  • the hot water is supplied from one axial end of the cross-sectional area reducing member 50 to the inside of the cross-sectional area reducing member 50, and then the hot water is supplied to the cross-sectional area reducing member 50. It is made to flow out of the other axial direction end portion of the ring space R and to flow in the annular space R.
  • hot water (heating fluid) is supplied from one axial end of the annular space R into the annular space R, and then the hot water is supplied to the other axial end of the annular space R.
  • one axial end of the cross-sectional area reducing member 50 on the side where the hot water supply nozzle 41 is attached is closed, and one axial direction of the cross-sectional area reducing member 50 is closed.
  • the hot water supply nozzle 41 is attached not to the end but to the axial end of the lid 12 of the main body container 10, and first, hot water is supplied to the annular space R from the outside.
  • the hot water discharge nozzle 42 is attached not to the lower surface of the lid portion 12 but to the lower surface of the end portion on the same side as the lid portion 12 of the cross-sectional area reducing member 50. What is necessary is just to extend to the exterior of ten.
  • a hot water supply port (hot water supply nozzle 41) and a hot water discharge port (hot water discharge nozzle 42) are provided on the right end side of the main body container 10.
  • a hot water supply port and a hot water discharge port may be provided on the left end side of the container 10.

Abstract

本発明の目的は、本体容器（１０）内の邪魔板（６０）取付箇所付近で加熱用流体が澱むことを防止できるとともに、加熱用流体の流速を従来よりも増大させることができる内部構造を備える気化器を提供することである。気化器（１００）は、本体容器（１０）の軸方向に沿って直線状に延びる形状を有し、軸方向から見て本体容器１０内の中央部に配置される断面積低減部材５０を備える。本体容器（１０）の内面と断面積低減部材（５０）の外面との間の環状空間（Ｒ）に、伝熱管（２０）の直管部（２１）が配置されるとともに、環状空間（Ｒ）に加熱用流体が流される。軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状の邪魔板（６０）が環状空間（Ｒ）に配置される。

Description

気化器
　本発明は、ＬＮＧなどの液化ガスを加熱用流体により気化させる気化器に関する。
　ＬＮＧ（液化天然ガス）などの液化ガスを、加熱用流体で気化させる気化器として、例えば特許文献１、２に記載されたものがある。特許文献１の図２や特許文献２の図１に記載されているように、これらの気化器においては、液化ガスが流される伝熱管が、直管部と反転部とを組み合わせてなる蛇行状の配管となっている。このように伝熱管を蛇行状とすることで、液化ガスと加熱用流体との接触領域を増加させ、気化機能を向上させることができる。
　また、特許文献１では、液化ガスの入口部分における加熱用流体の流速が他の部分における流速よりも速くなるように、半月状の切欠き部を上下交互に備えた複数の邪魔板を、本体容器（胴体）の内部に配置している。特許文献２では、同じく半月状の切欠き部を上下交互に備えた複数の邪魔板（バッフル）を、本体容器（胴体）の内部に等間隔で配置している。
特開２００４－９３０９８号公報 特許第４３１３６０５公報
　特許文献１、２に記載のように、切欠き部を上下交互に備えた複数の邪魔板を所定の間隔をあけて本体容器（胴体）の内部に配置することで、本体容器（胴体）の内部を流れる加熱用流体の流速分布を均一にしたり、流速を調整したりすることができる。
　本発明者らは、前記したような複数の邪魔板を本体容器の内部に備える小型の気化器に関し、加熱用流体の温度を低下させる試験を行ったところ、３０℃までは安定して運転を継続することができたが、加熱用流体の温度を２０℃まで低下させると数分で出口ガス（気化ガス）の温度の低下が始まり、１５分程度で本体容器外面のうちの邪魔板取付箇所付近で着霜するという現象を確認した。原因として、本体容器内の邪魔板取付箇所付近で加熱用流体が澱み、これにより熱伝達が局部的に悪化して当該流体が凍結し、凍結が成長していった結果、冷やされた本体容器外面に着霜したものと想定される。
　なお、大型の気化器においては、本体容器の内面とその内部の伝熱管との間にある程度の間隔を確保することができるので、邪魔板取付箇所付近で加熱用流体が澱んだとしても、この部分は熱伝達にあまり寄与する部分ではなく、加熱用流体がこの部分で凍結するようなことは生じにくい。
　また、上記したような本体容器の内部に伝熱管を設け、本体容器の内部に加熱用流体を流して伝熱管内の液化ガスを気化させるという気化器においては、本体容器内を流れる加熱用流体の流速を大きくすることで、液化ガスと加熱用流体との熱交換を促進させることができる。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、本体容器内の邪魔板取付箇所付近で加熱用流体が澱むことを防止できるとともに、加熱用流体の流速を従来よりも増大させることができる内部構造を備える気化器を提供することである。
　本発明は、液化ガスを加熱用流体により気化させる気化器であって、筒状の本体容器と、前記本体容器の内部に配置され、前記液化ガスが流される伝熱管と、前記本体容器の軸方向に沿って直線状に延びる形状を有し、前記軸方向から見て前記本体容器内の中央部に配置された断面積低減部材と、を備える。前記伝熱管は、前記軸方向に沿って延びる直管部と、前記軸方向の端部に位置する反転部とを有して蛇行状に形成され、前記本体容器の内面と前記断面積低減部材の外面との間の環状空間に前記直管部が配置されるとともに、当該環状空間に前記加熱用流体が流される。前記軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状の邪魔板が前記環状空間に配置されていることを特徴とする。
　本発明にかかる気化器によれば、加熱用流体が流される環状空間の断面積は、本体容器の断面積よりも断面積低減部材の断面積分だけ小さくなるため、断面積低減部材を設けない場合と比べて、加熱用流体の流速を大きくすることができる。また、断面積低減部材を設けることに加えて環状空間に配置する邪魔板の形状を軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状とすることで、本体容器内の邪魔板取付箇所付近で加熱用流体が澱むことを防止することができるとともに、特許文献１、２に記載のような複数の邪魔板に比べて、加熱用流体の流速をより増大させることができる。
本発明の第１実施形態に係る気化器の断面図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 図１のＢ－Ｂ断面図である。 図１のＣ－Ｃ断面図である。 本発明の第２実施形態に係る気化器の断面図である。 図５のＡ－Ａ断面図である。 図５のＢ－Ｂ断面図である。 図５のＣ－Ｃ断面図である。
　以下、本発明に係る気化器の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態では、気化させる液化ガスをＬＮＧ（液化天然ガス）としているが、気化対象はＬＮＧに限定されることはない。同様に、液化ガスを気化させる加熱用流体についても、以下に示す温水に限定されず、その他の液体を加熱用流体として用いることが可能である。加熱用流体として水を用いる場合、常温水を用いることが可能であり、水の温度の下限は１０℃程度である。また、本発明は小型の気化器に適する。
（第１実施形態）
（気化器の構成）
　図１に示すように、気化器１００は、筒状の本体容器１０と、本体容器１０内に配置される蛇行状に形成された伝熱管２０とを備える。伝熱管２０の一方の端部はＬＮＧ供給口３１であり、他方の端部はＮＧ排出口３２である。ＮＧとは、ＬＮＧが気化したガス（天然ガス）のことである。また、本体容器１０には、当本体容器１０内に温水を供給するための温水供給ノズル４１、および当該本体容器１０内から温水を排出するための温水排出ノズル４２が取り付けられている。なお、温水供給ノズル４１には、温水供給管（不図示）が接続され、温水排出ノズル４２には、温水排出管（不図示）が接続される。
　かかる構成により、伝熱管２０内を流れるＬＮＧが、本体容器１０内を流れる温水との熱交換によって温められ、ＬＮＧは気化する。なお、本体容器１０内を流れる温水は、ＬＮＧを気化させるだけでなく、ＬＮＧが気化したＮＧを加温する役割も有する。
（本体容器）
　本体容器１０は、その内部に温水が供給される筒状の容器であり、円筒状の本体部１１と、本体部１１の両端を閉塞する蓋部１２、１３とを有して構成される。本実施形態では、本体容器１０の軸方向（以下、「容器軸方向」と称する）が水平となるように、本体容器１０を支持部材９０によって支持しているが、容器軸方向が水平となるように配置することは必須ではない。例えば、容器軸方向が水平に対して少し傾斜していてもよいし、さらには、容器軸方向が鉛直方向となるように、本体容器１０が横ではなく縦に配置されてもよい。また、本体容器１０の容器軸方向に対する直交断面の形状は、円形に限定されず、例えば多角形等とすることも可能である。
　図１において右端部に設けられた蓋部１２は、カップ形状を有しており、そのフランジ部１２ａを本体部１１のフランジ部１１ａに突き合わせた状態で、本体部１１に対してボルト固定される。一方、図１において左端部に設けられた蓋部１３は、円盤形状を有しており、その周縁部を本体部１１のフランジ部１１ｂに突き合わせた状態で、本体部１１に対してボルト固定される。蓋部１２、１３ともに、ボルトを外すことで本体部１１から取り外すことが可能な、着脱自在な構成となっている。
（伝熱管）
　伝熱管２０は、ＬＮＧが流される配管であり、容器軸方向に沿って延びる直管部２１と、容器軸方向の両端部に位置する反転部２２とを組み合わせることで、全体として蛇行状に形成されている。以下、図１のＡ－Ａ断面図である図２、図１のＢ－Ｂ断面図である図３、および図１のＣ－Ｃ断面図である図４を適宜参照しつつ、伝熱管２０の詳細について説明する。
　図２～図４に示すように、本実施形態の伝熱管２０は、直管部２１（２１ａ～２１ｈ）を８つ有するとともに、異なる２つの直管部２１をつなげるＵ字状の反転部２２（２２ａ～２２ｇ）を７つ有する８段構造となっている。具体的には、伝熱管２０は、ＬＮＧの流路の上流側から下流側に向かって、容器外に位置する端部がＬＮＧ供給口３１となっている直管部２１ａ、反転部２２ａ、直管部２１ｂ、反転部２２ｂ、直管部２１ｃ、反転部２２ｃ、直管部２１ｄ、反転部２２ｄ、直管部２１ｅ、反転部２２ｅ、直管部２１ｆ、反転部２２ｆ、直管部２１ｇ、反転部２２ｇ、および容器外に位置する端部がＮＧ排出口３２となっている直管部２１ｈ、が順番にひとつながりとなって蛇行状に形成されている。
　ここで、本体容器１０の左端側（一端側）に位置する反転部２２ｂ、２２ｄ、２２ｆは、直管を曲げ加工することによって、直管部２１と一体的に形成されている。具体的には、例えば反転部２２ｂは、直管の中央部を曲げることによって形成されており、反転部２２ｂの上流側、下流側にそれぞれ位置する直管部２１ｂ、２１ｃとともに、１本の連続管として構成されている。反転部２２ｄ、２２ｆについても同様である。
　一方、本体容器１０の右端側（他端側）に位置する反転部２２ａ、２２ｃ、２２ｅ、２２ｇは、例えば１８０°エルボ等からなるＵ字状の継手を、直管部２１に溶接することで形成されている。具体的には、例えば反転部２２ａは、直管部２１ａ、２１ｂの右端にＵ字状の継手を溶接することで構成されている（このＵ字状の継手部分が反転部２２ａである）。反転部２２ｃ、２２ｅ、２２ｇについても同様である。なお、上記継手の溶接箇所Ｗは、図１に示すようにカップ状の蓋部１２の内部に位置する。
　なお、上記した本体容器１０の左端側（一端側）に位置する反転部２２ｂ、２２ｄ、２２ｆの曲げ半径は、本体容器１０の右端側（他端側）に位置する反転部２２ａ、２２ｃ、２２ｅ、２２ｇ（Ｕ字状の継手を溶接したもの）の曲げ半径よりも大きい。
　伝熱管２０の具体構成、すなわち直管部２１や反転部２２の具体的な個数や位置などは、本実施形態のものに限定されず、適宜変更が可能である。また、本実施形態では、ＬＮＧ供給口３１からＮＧ排出口３２に至るＬＮＧの流路が１つのみの１パス式としているが、伝熱管２０を複数設けて複数パス式としてもよい。
（温水供給ノズルおよび温水排出ノズル）
　温水供給ノズル４１は、温水を本体容器１０内に供給するためのノズルであり、本体容器１０の下部の左端部に接続される。一方、温水排出ノズル４２は、温水を本体容器１０から排出するためのノズルであり、本体容器１０の下部の右端部に接続される。したがって、本体容器１０に供給された温水は、温水供給ノズル４１から温水排出ノズル４２に向かって、基本的に図１の左側から右側に向かって流れることになる。ただし、温水供給ノズル４１および温水排出ノズル４２の配置はこれに限定されるものでない。
（断面積低減部材）
　断面積低減部材５０は、本体容器１０内を流れる温水の流速を大きくすべく、容器軸方向に直交する断面（以下、「直交断面」と称する）における流路断面積を低減させるための部材である。本実施形態では、断面積低減部材５０を、容器軸方向の両端部が閉塞された、直線状に延びる中空の円筒状の部材としているが、これに限定されるものではない。例えば、断面積低減部材５０を直線状に延びる中実の部材としてもよいし、断面形状を円形以外の多角形等としてもよい。
　図２～図４に示すように、断面積低減部材５０は、容器軸方向から見て、すなわち直交断面において、本体容器１０の中央部に配置されている。断面積低減部材５０の図１における左端部は、固定部材５１によって本体容器１０の蓋部１３に固定されている。また、断面積低減部材５０の外周面には、容器軸方向に沿って螺旋状に延びる後述する帯状の邪魔板６０が溶接等により固定されている。つまり、断面積低減部材５０は、螺旋状に延びる帯状の邪魔板６０によって実質的に支持されている。
　断面積低減部材５０を設けることにより、本体容器１０の内周面と断面積低減部材５０の外周面との間に環状空間Ｒが形成される。この環状空間Ｒに、伝熱管２０の直管部２１が配置されるとともに、温水が流される。直交断面における環状空間Ｒの断面積は、断面積低減部材５０が無い場合に比べて、本体容器１０の断面積よりも断面積低減部材５０の分だけ減少しているため、本体容器１０内を流れる温水の流速を大きくすることができる。
（邪魔板）
　邪魔板６０は、本体容器１０の環状空間Ｒ内を温水が澱みなく流れるようにするための部材であり、図１などに示すように、容器軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状の部材である。図２～図４に示すように、この邪魔板６０は、容器軸方向に対する直交断面視において、容器軸方向から見て環状空間Ｒの径方向全体にわたって設けられている。これにより、本体容器１０の内周面と、断面積低減部材５０の外周面と、当該邪魔板６０とにより、螺旋状に延びる温水（加熱用流体）の流路が本体容器１０の中に区画形成される。なお、邪魔板６０には、伝熱管２０と同等の径を有する円形の孔６０ａ～６０ｈが形成されており、伝熱管２０の各直管部２１ａ～２１ｈが、それぞれ、各孔６０ａ～６０ｈに挿入されるように構成されている。
　螺旋状に延びる本実施形態の帯状の邪魔板６０は、適宜の箇所で板材が接合されてなる１枚の邪魔板である。すなわち、邪魔板６０をネジに例えたとき、邪魔板６０が一回転したと仮定したときの容器軸方向に進む距離（リード）は、邪魔板６０の山と山との間の距離（ピッチ）に等しい。なお、多条ネジのように、螺旋状に延びる帯状の複数枚の邪魔板を断面積低減部材５０の外周面に取り付けた形態としてもよい。
　ここで、本体容器１０の内径をＤ１、断面積低減部材５０の外径をＤ２、螺旋状に延びる邪魔板６０のピッチ（山と山との間の距離、容器軸方向で隣り合う邪魔板部間の距離）をＰとすると、Ｄ２＜Ｐ＜Ｄ１の関係が成立していることが好ましい。図３を参照されたい。本実施形態では、伝熱管２０を構成する各直管部２１ａ～２１ｈを容器軸を中心とする仮想の円上に配置し、その仮想円の直径をＤ３とすると、Ｄ３＝（Ｄ１＋Ｄ２）／２というように、環状空間Ｒの径方向中央に容器軸まわりに等位相差で各直管部２１ａ～２１ｈを配置し、且つ、邪魔板６０のピッチＰ≒Ｄ３というように、上記仮想円の直径Ｄ３と邪魔板６０のピッチＰとをほぼ同じにしている。また、このピッチＰは、環状空間Ｒの容器軸方向における端から端まで一定のピッチとなっている。
　このような配置形態で、中空円筒状の断面積低減部材５０、螺旋状に延びる帯状の邪魔板６０、および伝熱管２０を構成する各直管部２１ａ～２１ｈを本体容器１０の中に設けることで、本体容器１０の内周面と、断面積低減部材５０の外周面と、邪魔板６０とにより区画形成された螺旋状に延びる流路を温水の入口側から出口側へ向けて断面積低減部材５０まわりを温水が螺旋状に流れるので、その流路断面のいずれの部位においても温水が澱むことは防止される。一方、特許文献１，２に記載のような複数の邪魔板を交互に配置する形態の温水の流れを蛇行させる邪魔板では、流れが澱んでしまう場所が本体容器内にどうしても形成されてしまう。なお、上記したピッチＰは、必ずしも一定である必要はない。
（作用・効果）
　本実施形態の気化器１００によれば、加熱用流体が流される環状空間Ｒの断面積は、本体容器１０の断面積よりも断面積低減部材５０の断面積分だけ小さくなるため、断面積低減部材５０を設けない場合と比べて、加熱用流体の流速を大きくすることができる。また、断面積低減部材５０を設けることに加えて環状空間Ｒに配置する邪魔板６０の形状を容器軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状とすることで、本体容器１０内の邪魔板取付箇所付近（本体容器１０内面と邪魔板６０とが当たる部分）で加熱用流体が澱むことを防止することができるとともに、特許文献１、２に記載のような複数の邪魔板に比べて、加熱用流体の流速をより増大させることができる。具体的には、本件発明者らが行った数値解析によれば、加熱用流体（例えば、水）の流速を０．４ｍ／秒程度にすることができる。なお、複数の邪魔板を交互に配置する特許文献１、２に記載のような従来の気化器では、加熱用流体（例えば、水）の流速は、同様の数値解析によると０．１ｍ／秒程度であるので、約４倍にまで流速をあげることができることになる。このように加熱用流体の流速を増大させることで、ＬＮＧ（液化ガス）と加熱用流体との熱交換を促進させることができる。また、上記したように、本体容器１０内の邪魔板取付箇所付近で加熱用流体が澱むことも防止できるので、この点からも、ＬＮＧ（液化ガス）と加熱用流体との熱交換を促進させることができる。
　なお、特許文献１、２に記載のような従来の気化器において、本体容器内の邪魔板取付箇所付近で加熱用流体が澱む場合、本体容器の内面とその内部の伝熱管との間の間隔を広げれば、邪魔板取付箇所付近で加熱用流体が澱んだとしても、この部分は熱伝達にあまり寄与する部分でなくなるので、加熱用流体の澱みに起因する熱伝達の悪化は抑えられる。この場合、本体容器の内径を大きくすることで上記間隔を広げることになるが、本体容器の内径を大きくすると、加熱用流体の流速がその分低下し、熱伝達が悪化してしまう。そのため、本発明では、本体容器１０内の中央部に断面積低減部材５０を設けるとともに、その周囲に、容器軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状の邪魔板６０を配置することで、加熱用流体の流速を確保しつつ、加熱用流体が澱むことを防止している。なお、邪魔板６０の形状を螺旋状とすることで、前記したように、加熱用流体の流速を増大させることができる。
　また、本実施形態では、本体容器１０の容器軸方向に対する直交断面視において、容器軸方向から見て環状空間Ｒの径方向全体にわたって帯状の邪魔板６０を設けている。この構成によると、本体容器１０内を流れる加熱用流体のほぼ全量が断面積低減部材５０まわりを旋回する流れとなり、本体容器１０内を容器軸方向に直線的に流れる加熱用流体の流れ（容器軸方向に邪魔板６０から漏れる流れ）を極少にすることができるので、加熱用流体の流速をより増大させることができる。
　また、本実施形態では、本体容器１０の内径をＤ１、断面積低減部材５０の外径をＤ２、螺旋状に延びる邪魔板６０のピッチをＰとすると、Ｄ２＜Ｐ＜Ｄ１の関係が成立する邪魔板６０のピッチＰとなっている。断面積低減部材５０の外径Ｄ２よりもピッチＰを大きくすることで、加熱用流体の流路が長くなりすぎて抵抗が増えることを防止できる。また、邪魔板６０の条数が多くなって製作コスト増になってしまうことも防止できる。一方、本体容器１０の内径Ｄ１よりもピッチＰを小さくすることで、伝熱管２０の直管部２１と邪魔板６０との交差角度が９０度から大きく離れることを防止できる。これにより、邪魔板６０に形成する直管部２１を挿入するための孔（６０ａ～６０ｈ）の形状を真円ではなく、挿入されたときの直管部２１の角度に応じた長円にする必要が生じにくくなるので、邪魔板６０の製作コストを抑えることができる。そのため、Ｄ２＜Ｐ＜Ｄ１の関係が成立する邪魔板６０のピッチＰとすることが好ましい。
　また、本実施形態では、伝熱管２０を構成する反転部２２のうちの一部の反転部２２ｂ、２２ｄ、２２ｆを曲げ加工によって直管部２１と一体的に形成している。ここで、伝熱管２０の直管部２１と反転部２２とを溶接した場合、溶接箇所から亀裂等が生じて損傷の原因となりやすい。そこで、反転部２２を曲げ加工によって直管部２１と一体形成することで、溶接が不要となり、亀裂発生の問題を回避することができる。
　特に本実施形態では、容器軸方向の一端側（図１の左端側）の反転部２２ｂ、２２ｄ、２２ｆを、曲げ加工によって直管部２１と一体的に形成しており、一方、容器軸方向の他端側（図１の右端側）の反転部２２ａ、２２ｃ、２２ｅ、２２ｇを、Ｕ字状の継手を直管部２１に溶接することで形成している。したがって、気化器１００のメンテナンス時に溶接箇所を点検する場合、上記一端側には伝熱管２０に溶接箇所が存在しないため、蓋部１３を取り外して点検するといった必要がなく、メンテナンスを容易に行うことができる。
　さらに、本体容器１０の他端側の端部は、着脱自在な蓋部１２となっている。したがって、蓋部１２を取り外すことで、容易に反転部２２ａ、２２ｃ、２２ｅ、２２ｇの溶接箇所Ｗを点検することができる。
　特に本実施形態では、溶接箇所Ｗがカップ状の蓋部１２の内部に位置しており、蓋部１２を外すと、反転部２２ａ、２２ｃ、２２ｅ、２２ｇの溶接箇所Ｗが露出するようになっている。このため、溶接箇所Ｗの点検が一層容易に行えるものとなっている。
（第２実施形態）
　図５～８を参照しつつ本発明の第２実施形態に係る気化器１０１について説明する。なお、当該気化器１０１に関し、図１～４に示した第１実施形態に係る気化器１００を構成する部材と、同一または類似する部材については同一の符号を付している。また、以下の説明では、これら同一または類似する部材については、適宜、その説明を省略する。
　本体容器１０内に配置された本実施形態の中空の断面積低減部材５０は、本体容器１０内を流れる温水の流速を大きくすべく、直交断面における流路断面積を低減させるための部材であるとともに、伝熱管２０の凍結をより防止するための部材である。断面積低減部材５０により、本体容器１０内を流れる温水の流路が、直交断面において２分割される。これにより、直交断面における流路断面積は、断面積低減部材５０が無い場合に比べて低減する。
　図６に示したように、断面積低減部材５０の図５における左端の面には、開口としての複数の孔５０ａがあけられている（開口が形成されている）。本実施形態では、計１３個の孔５０ａがあけられている。孔５０ａの大きさ、個数、位置などは本実施形態のものに限られることはない。さらには、固定部材５１を断面積低減部材５０の端部外周面に取り付けて、断面積低減部材５０の上記左端の面全体を開口にしてもよい。
　断面積低減部材５０の図５における右端部には、温水の供給口としての温水供給ノズル４１が設けられている。本体容器１０を構成する蓋部１２の下面には、温水の排出口としての温水排出ノズル４２が設けられている。このように、温水供給ノズル４１および温水排出ノズル４２は、本体容器１０の一方の軸方向端部にまとめられている。断面積低減部材５０の右端部は、本体容器１０を構成する蓋部１２から少し突出するようにされている。これにより、本体容器１０内を密閉しつつ、断面積低減部材５０の右端部に温水供給ノズル４１が設けやすくなっている。
　また、図５および図８に示したように、断面積低減部材５０の外周面のうちの上記右端部側の面には、複数の孔５０ｂがあけられている。孔５０ｂは、断面積低減部材５０の外周面のうちの一方の軸方向端部側の面に開けられた孔である。
　本実施形態では、螺旋状に延びる帯状の邪魔板６０における容器軸方向で隣り合う邪魔板部間に２箇所ずつ計４個の孔５０ｂが断面積低減部材５０の外周面にあけられている。容器軸方向から見た場合には（図８参照）、伝熱管２０のうちの２段目の直管部２１ｂとほぼ対向するように、言い換えれば、２段目の直管部２１ｂに近い位置に、孔５０ｂがあけられている。孔５０ｂは、前記した孔５０ａよりも小さい。また、計４個の孔５０ｂの合計の孔面積は、前記した計１３個の孔５０ａの合計の孔面積よりも小さい。なお、孔５０ｂの大きさ、個数、位置などは本実施形態のものに限られることはない。さらには、断面積低減部材５０の外周面のうちの右端部側（温水供給側）の面に孔５０ｂをあけておくことは好ましいが、孔５０ｂをあけておくことは必須ではない。図８は、図５のＣ－Ｃ断面図であるので、本来は、図８に孔５０ｂは現れないが、説明の便宜上、図８に孔５０ｂを表示している。
（本体容器内での温水の流れ）
　図５中の下方に、本体容器１０内における温水の流れを示している。図示を省略する温水供給管からの温水は、温水供給ノズル４１から断面積低減部材５０の中に流れ込む。温水は、断面積低減部材５０の中を、その右端部から左端部へ向けて容器軸方向に流れる。断面積低減部材５０の左端部に到達した温水は、断面積低減部材５０の左端の面にあけられた複数の孔５０ａから噴出し、反転する。その後温水は、環状空間Ｒ内を、その左端部から右端部へ向けて螺旋状に流れる。右端部に達した温水は、温水排出ノズル４２から本体容器１０外へ排出される。なお、断面積低減部材５０の内部のうちの右端部は、環状空間Ｒ内のうちの右端部よりも圧力が高くなるため、一部の温水は、断面積低減部材５０の外周面のうちの右端部側の面にあけられた複数の孔５０ｂから、環状空間Ｒ内に噴出する。環状空間Ｒ内には螺旋状の流れが発生しているため、孔５０ｂから噴出した温水は、本体容器１０内の左端部で反転して流れてきた温水により、同じく螺旋状の流れとなり、まずは、伝熱管２０のうちの２段目の直管部２１ｂに当たり、その後、１段目の直管部２１ａに当たる。伝熱管２０のうちの直管部２１ａおよび直管部２１ｂの右端部部分は、当該部分でＬＮＧが最も多く気化するため、伝熱管２０全体の中で最も凍結し易い部分である。上記構成によると、直管部２１ａおよび直管部２１ｂの右端部部分に、本体容器１０内に供給されて間もない、すなわち温度低下をあまりしていない温水を当てることができ、これにより、当該部分での伝熱管２０の凍結を抑制することができる。
（作用・効果）
　本実施形態の気化器１０１は、断面積低減部材５０の一方の軸方向端部から当該断面積低減部材５０の内部へ温水（加熱用流体）が供給され、その後、当該加熱用流体が、断面積低減部材５０の他方の軸方向端部から出て反転して環状空間Ｒを流れるように構成されている。この気化器１０１によれば、伝熱管２０が配置された環状空間Ｒに加えて、断面積低減部材５０の内部にも温水が流れるようにされているので、ＬＮＧ（液化ガス）が流れる伝熱管２０の凍結をより防止することができる。これにより、使用する温水のさらなる低温化を実現し得る。また、温水の供給管および排出管の接続部（温水供給ノズル４１および温水排出ノズル４２）を本体容器１０の一方の端部にまとめることができるので、接続する温水の供給管および排出管の取り回しも簡単になる。
　また、容器軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状の邪魔板６０を環状空間Ｒに配置することで、環状空間Ｒ内で温水が澱むことを防止することができるとともに、温水の流速をより増大させることができる。温水が澱むことを防止でき、且つその流速を増大させることができることで、ＬＮＧと温水との熱交換をより促進させることができる。
（変形例）
　前記した気化器１０１では、断面積低減部材５０の一方の軸方向端部に温水（加熱用流体）の供給口としての温水供給ノズル４１を設け、断面積低減部材５０の他方の軸方向端部に開口としての複数の孔５０ａをあけることで、断面積低減部材５０の一方の軸方向端部から当該断面積低減部材５０の内部へ温水が供給され、その後、温水が、断面積低減部材５０の他方の軸方向端部から出て反転して環状空間Ｒを流れるようにしている。
　この構成に変えて、環状空間Ｒの一方の軸方向端部から当該環状空間Ｒの内部へ温水（加熱用流体）が供給され、その後、当該温水が、環状空間Ｒの他方の軸方向端部で反転して断面積低減部材５０の内部を流れるようにしてもよい。具体的には、例えば、前記した気化器１０１において、温水供給ノズル４１が取り付けられた側の断面積低減部材５０の一方の軸方向端部を閉止し、断面積低減部材５０の一方の軸方向端部ではなくて、本体容器１０の蓋部１２の軸方向端部に温水供給ノズル４１を取付け、まずは、環状空間Ｒに外部から温水が供給されるようにする。また、温水排出ノズル４２に関しては、蓋部１２の下面ではなく、断面積低減部材５０の蓋部１２と同じ側の端部の下面に温水排出ノズル４２を取り付け、この温水排出ノズル４２を本体容器１０の外部まで延ばせばよい。
　前記した気化器１０１では、本体容器１０の右端部側に、温水の供給口（温水供給ノズル４１）、および温水の排出口（温水排出ノズル４２）を設けているが、これに代えて、本体容器１０の左端部側に、温水の供給口、および温水の排出口を設けてもよい。このようにすれば、ＬＮＧ供給口３１、ＮＧ排出口３２、および温水の供給・排出口が、全て本体容器１０の端部にまとまるので、これらに接続する配管の取り回しをより簡単にすることができる。
　なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、前記した実施形態の要素を適宜組み合わせたり、または種々の変更を加えたりすることが可能である。
　１０：本体容器
　２０：伝熱管
　２１：直管部
　２２：反転部
　４１：温水供給ノズル（加熱用流体の供給口）
　４２：温水排出ノズル（加熱用流体の排出口）
　５０：断面積低減部材
　５０ａ：孔（開口）
　５０ｂ：孔（断面積低減部材の外周面のうちの一方の軸方向端部側の面に開けられた孔）
　６０：邪魔板
　１００，１０１：気化器
　Ｄ１：本体容器の内径
　Ｄ２：断面積低減部材の外径
　Ｐ：邪魔板のピッチ
　Ｒ：環状空間

Claims (7)

  1. 　液化ガスを加熱用流体により気化させる気化器であって、
    　筒状の本体容器と、
    　前記本体容器の内部に配置され、前記液化ガスが流される伝熱管と、
    　前記本体容器の軸方向に沿って直線状に延びる形状を有し、前記軸方向から見て前記本体容器内の中央部に配置された断面積低減部材と、
    　を備え、
    　前記伝熱管は、前記軸方向に沿って延びる直管部と、前記軸方向の端部に位置する反転部とを有して蛇行状に形成され、
    　前記本体容器の内面と前記断面積低減部材の外面との間の環状空間に前記直管部が配置されるとともに、当該環状空間に前記加熱用流体が流され、
    　前記軸方向に沿って螺旋状に延びる帯状の邪魔板が前記環状空間に配置されていることを特徴とする気化器。
  2. 　請求項１に記載の気化器において、
    　前記帯状の邪魔板は、前記本体容器の前記軸方向に対する直交断面視において、前記軸方向から見て前記環状空間の径方向全体にわたって設けられていることを特徴とする気化器。
  3. 　請求項１または２に記載の気化器において、
    　前記本体容器および前記断面積低減部材の前記軸方向に対する直交断面の形状はいずれも円形であり、
    　前記本体容器の内径をＤ１、前記断面積低減部材の外径をＤ２、螺旋状に延びる前記邪魔板のピッチをＰとすると、下記の（式１）が成立することを特徴とする気化器。
    　Ｄ２＜Ｐ＜Ｄ１　・・・・・（式１）
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の気化器において、
    　前記邪魔板に形成された孔に前記直管部が挿入されていることを特徴とする気化器。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の気化器において、
    　前記断面積低減部材は中空であり、
    　前記断面積低減部材の一方の軸方向端部から当該断面積低減部材の内部へ前記加熱用流体が供給され、その後、当該加熱用流体が、前記断面積低減部材の他方の軸方向端部から出て反転して前記環状空間を流れるように構成されている、または、前記環状空間の一方の軸方向端部から当該環状空間の内部へ前記加熱用流体が供給され、その後、当該加熱用流体が、前記環状空間の他方の軸方向端部で反転して前記断面積低減部材の内部を流れるように構成されている、
    　ことを特徴とする気化器。
  6. 　請求項５に記載の気化器において、
    　前記断面積低減部材の一方の軸方向端部に前記加熱用流体の供給口が設けられており、前記断面積低減部材の他方の軸方向端部に開口が形成されていることで、前記断面積低減部材の一方の軸方向端部から当該断面積低減部材の内部へ前記加熱用流体が供給され、その後、当該加熱用流体が、前記断面積低減部材の他方の軸方向端部から出て反転して前記環状空間を流れることを特徴とする気化器。
  7. 　請求項６に記載の気化器において、
    　前記断面積低減部材の外周面のうちの前記一方の軸方向端部側の面に孔が開けられていることを特徴とする気化器。
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