WO2017188395A1 - 流体調整装置 - Google Patents
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- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Definitions
- the present invention relates to a technique for adjusting a mixed state of gas or liquid whose properties change over time.
- Patent Document 1 discloses that a mixed fuel is obtained by changing a mixing ratio of a main fuel gas (for example, city gas) having a stable heat amount with respect to a secondary fuel gas (for example, biogas) whose heat amount is likely to vary.
- a technique for adjusting the amount of heat of the gas to a target value is described.
- Patent Document 2 a hollow cylindrical part (cylindrical hollow member 5) in which a large number of orifices are spirally formed along an outer wall surface is inserted into a mixing vessel (mixing vessel 1), and the hollow cylindrical part is inserted through the hollow cylindrical part.
- a technique is described in which steam supplied into a mixing container and carbon dioxide introduced through an opening 3 formed on the wall surface of the mixing container are rapidly mixed.
- a plurality of baffle members are arranged inside a cylindrical body at intervals, and a ceramic ball is filled in the cylindrical body, thereby providing two different gas supply pipes (first A technique for quickly mixing the combustible gas and the auxiliary combustible gas supplied from the gas supply unit 22a and the second gas supply unit 22b) is described.
- Patent Document 1 a technique for stabilizing the amount of heat of a fuel gas (mixed fuel gas) supplied to an internal combustion engine by changing the mixing ratio of a plurality of types of fuel gas is a fuel having a stable amount of heat. It cannot be used when it is difficult to obtain gas.
- Patent Documents 2 and 3 both have a plurality of different gas supply sources (inlet chamber 28 and opening 3 for Patent Document 2, and first gas supply unit 22a and second for Patent Document 3). It is shown that the technique aims to quickly mix two kinds of gases supplied from the gas supply section 22b) (second page, lines 70 to 77 of Patent Document 2, Patent Document 3). Paragraphs 0043-0046).
- Patent Documents 2 and 3 do not show any technique for solving the problem when the properties of the fluid supplied from only one fluid supply source change with time. As described above, no effort has been made to develop a technique for suppressing a sudden property change by slowly mixing fluid before and after the property change with respect to a fluid whose property changes over time.
- the present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide a fluid regulating device capable of mitigating the influence of changes in properties of gas and liquid over time.
- the fluid adjustment device of the present invention is a fluid adjustment device that adjusts the gas mixing state or the liquid mixing state whose properties change over time, and suppresses the property fluctuation amount per unit time.
- a cylindrical fluid mixing container constituted by an end surface and a side wall surface;
- a fluid supply pipe which is a single fluid supply source for supplying a fluid which is a gas or a liquid to the fluid mixing container; Connected to the fluid supply pipe and provided in the fluid mixing container so as to extend from one end face side of the fluid mixing container along the axial direction of the fluid mixing container, and a fluid supply hole was formed.
- a plurality of fluid discharge portions that are regions are elongated cylindrical fluid supply nozzles that are discretely arranged along the extending direction;
- An inner peripheral surface of the fluid mixing container disposed between the position of the fluid discharge part on the most distal end side of the fluid supply nozzle and the position of fluid extraction from the fluid mixing container to the fluid extraction pipe And a baffle plate provided so as to block a part of the cross section of the fluid mixing container in a direction crossing the flow of the fluid flowing along.
- the fluid regulating device may have the following features.
- Each of the plurality of fluid ejection portions has a plurality of fluid supply holes formed along a circumferential direction of the fluid supply nozzle, and from the base end side to the tip end side of the fluid supply nozzle. And it arrange
- the baffle plate is provided in only one stage between the position of the fluid discharge portion on the most distal end side of the fluid supply nozzle and the position of fluid extraction from the fluid mixing container to the fluid extraction pipe. What is being done.
- An end portion of the baffle plate is provided with a dam-like protrusion formed so as to protrude in a direction of blocking the fluid flowing along the plate surface of the baffle plate after being blocked by the baffle plate. What is being done.
- the fluid is a gas
- the gas contains mist
- the fluid mixing container is such that the base end side of the fluid supply nozzle is higher than the tip end side.
- the baffle plate is positioned at a height position of the plate surface from the inner peripheral surface side of the fluid mixing container toward the weir-like projection portion side. Is formed so as to gradually become lower, and an opening for discharging the liquid collected by the mist colliding with the baffle plate is formed in the weir-like protrusion, and A drainage pipe for discharging the liquid dropped through the opening is connected to the other end surface that is the bottom of the fluid mixing container, and the fluid extraction pipe is connected to the drainage pipe.
- the fluid is a fuel gas whose calorific value changes over time, and an internal combustion engine using the fuel gas as a fuel is provided downstream of the fluid extraction pipe.
- the fuel gas is boil-off gas generated in a storage tank for storing liquefied natural gas.
- the change in the calorific value per unit time of the fuel gas extracted from the fluid extraction pipe is 1.0 [MJ / Nm 3 / min] or less.
- the fluid is a liquid fuel whose calorific value changes with time, and an internal combustion engine using the liquid fuel as a fuel is provided downstream of the fluid extraction pipe.
- the liquid fuel includes biodiesel fuel or bioalcohol fuel.
- the change in the calorific value per unit time of the liquid fuel extracted from the fluid extraction pipe is 1.0 [MJ / kg / min] or less.
- a fluid such as a gas or a liquid
- a fluid mixing container from an elongated cylindrical fluid supply nozzle in which a plurality of fluid discharge portions are discretely arranged
- supply the fluid first The mixing of the fluid supplied later with respect to the applied fluid gradually proceeds.
- a baffle plate is provided on the downstream side of the fluid discharge portion in a direction intersecting with the gas flow flowing along the inner peripheral surface of the fluid mixing container, the flow direction of the fluid is changed by changing the fluid flow direction. Mixing can be advanced, and a sudden property change of the fluid extracted from the fluid regulating device can be suppressed.
- FIG. 1 is a longitudinal side view of the gas regulator 1
- FIGS. 2 and 3 are transverse planes of the gas regulator 1 as viewed from the positions AA ′ and BB ′ shown in FIG. 1, respectively.
- FIG. 1 is a longitudinal side view of the gas regulator 1
- FIGS. 2 and 3 are transverse planes of the gas regulator 1 as viewed from the positions AA ′ and BB ′ shown in FIG. 1, respectively.
- FIG. 1 is a longitudinal side view of the gas regulator 1
- FIGS. 2 and 3 are transverse planes of the gas regulator 1 as viewed from the positions AA ′ and BB ′ shown in FIG. 1, respectively.
- FIG. 1 is a longitudinal side view of the gas regulator 1
- FIGS. 2 and 3 are transverse planes of the gas regulator 1 as viewed from the positions AA ′ and BB ′ shown in FIG. 1, respectively.
- FIG. 1 is a longitudinal side view of the gas regulator 1
- FIGS. 2 and 3 are transverse planes of the gas
- the supply fluid is changed from the state in which the first gas is supplied to the supply of the second gas having different properties from the first gas.
- the gas regulating apparatus 1 of the present example is different from the first gas in the gas mixing container 11 in which the first gas is stored.
- a function of adjusting the gas mixing state is provided so that a sudden change in properties of the mixed gas extracted from the gas mixing container 11 is alleviated.
- the gas adjusting device 1 includes a gas mixing container (fluid mixing container) 11 in which gases are mixed, and a gas supply pipe (fluid supply pipe) for supplying a second gas. ) 12, a gas supply nozzle (fluid supply nozzle) 14 for discharging the second gas into the gas mixing container 11, a baffle plate 16 for adjusting the properties of the gas extracted from the gas mixing container 11, and a gas A gas extraction pipe (fluid extraction pipe) 13 for extracting gas from the mixing container 11 is provided.
- the gas mixing container 11 of this example is configured as a cylindrical container composed of upper and lower end faces and side wall surfaces, and is arranged vertically with its central axis directed in the direction of gravity (the Z-axis direction shown in FIG. 1). Has been.
- the cylindrical container used as the gas mixing container 11 has a height in the range of several tens of centimeters to several tens of meters and a ratio of the height L to the diameter D of the cylinder (L / D) in the range of 2 to 10. Can be illustrated.
- a gas supply pipe 12 to which a plurality of types of gases are supplied is connected to an upper end surface (one end surface) of the gas mixing container 11.
- the gas supply pipe is a single gas supply source (fluid supply source) for supplying gas to the gas mixing container 11.
- the gas mixing container 11 is not connected to other gas supply pipes for supplying gas from other positions such as the side wall surface.
- a gas extraction pipe 13 for extracting gas in the gas mixing container 11 is connected to an end surface (the other end surface) on the bottom side of the gas mixing container 11.
- a cylindrical gas supply nozzle 14 made of an elongated straight pipe extends vertically along the direction of the central axis toward the gas mixing container 11. It is provided as follows.
- the diameter of the gas supply nozzle 14 is 1/3 or less of the diameter of the gas mixing container 11, and the length of the gas supply nozzle 14 is about 50 to 90% of the height of the gas mixing container 11.
- the base end side of the gas supply nozzle 14 communicates with the gas supply pipe 12 and can receive the gas supplied from the gas supply nozzle 14.
- the end face on the tip end side of the gas supply nozzle 14 is closed.
- a gas supply hole (fluid supply hole) 151 for supplying the gas flowing into the gas supply nozzle 14 through the gas supply pipe 12 into the gas mixing container 11 is formed on the side peripheral surface of the gas supply nozzle 14. ing. As shown in FIG. 2, a plurality of gas supply holes 151 are formed in the gas supply nozzle 14 along the circumferential direction of the gas supply nozzle 14. Hereinafter, the above-described region in which the plurality of gas supply holes 151 are formed along the circumferential direction of the gas supply nozzle 14 is referred to as a gas discharge unit (fluid discharge unit) 15.
- each gas discharge part 15 has four gas supply holes 151 arranged at equal intervals along the circumferential direction of the gas supply nozzle 14, and gas is supplied from the side peripheral surface of the gas supply nozzle 14. A gas can be discharged in all directions toward the internal space of the mixing container 11.
- the gas supply nozzle 14 has a plurality of gas discharge portions 15 arranged discretely (at intervals) along the extending direction of the gas supply nozzle 14.
- it may set the interval H k based on other concept is a matter of course.
- each baffle plate 16 has a transverse cross section of the gas mixing container 11 in a direction (direction along the XY plane shown in FIG. 1) intersecting with the gas flow flowing along the inner peripheral surface of the gas mixing container 11. It is provided to block a part of
- each baffle plate 16 has two strings arranged in parallel with the arrangement region of the gas supply nozzle 14 in the circular cross section of the gas mixing container 11. And a region surrounded by the inner peripheral surface of the gas mixing container 11. Therefore, the area between the two strings is an opening area 17 where no baffle plate is provided.
- the arrangement state of the baffle plate 16 and the opening region 17 is as follows.
- the baffle plate 16 is The provided areas and the areas where the baffle plates are not provided (opening areas 17) are alternately arranged.
- a dam-like projection 161 is projected so as to protrude in the direction (upward) for blocking the flow of gas flowing along the plate surface of the baffle plate 16. Is provided.
- the height of the weir-shaped protrusion 161 is set to about several centimeters to several tens of centimeters, for example.
- the distal end portion (lower end portion) of the gas supply nozzle 14 is more than the gas discharge portion 15 disposed on the most distal portion side. It extends downward and reaches the opening area 17 described above. This is for facilitating the production of the gas discharge part 15 arranged at the most advanced part.
- the gas mixing container 11 is in a state in which the first gas is accommodated.
- the second gas is supplied from the gas supply pipe 12
- the second gas is discharged from the gas supply hole 151 formed in each gas discharge portion 15 of the gas supply nozzle 14 into the gas mixing container 11.
- the gas regulating device 1 of this example since the plurality of gas discharge portions 15 are discretely arranged along the extending direction of the gas supply nozzle 14 (the axial direction of the gas mixing container 11), the first, A region where the mixing of the second gas proceeds is dispersed in the vicinity of each gas discharge unit 15. As a result, compared with the case where the second gas is supplied directly from the gas supply pipe 12 into the gas mixing container 11 without providing the gas supply nozzle 14 (Comparative Example 1-1 described later), the gas is extracted. The amount of property fluctuation per unit time of the gas extracted from the pipe 13 can be suppressed.
- the flow rate of the gas flowing around the gas discharge unit 15 increases toward the tip end side.
- the flow velocity of the gas flowing around the gas discharge portions 15 toward the tip end side of the gas supply nozzle 14 rises.
- the gas in the gas mixing container 11 is extracted from the gas extraction pipe 13 without sufficiently mixing with the second gas discharged from the gas supply hole 151 of the gas discharge unit 15. It becomes a state of a colonnade.
- the concentration of the second gas rapidly increases. As a result, the amount of property fluctuation per unit time becomes large.
- the gas discharge portions 15 are arranged so as to gradually increase.
- the gas (second gas) supplied from the gas supply hole 151 and the gas flowing from the upstream side of the gas mixing container 11 (the first gas or the first gas and the second gas) A sufficient mixing time with the mixed gas) is ensured.
- FIGS. schematically show the flow of the gas (second gas) discharged from the gas supply hole 151 of the gas discharge portion 15 disposed on the most distal end portion side. 4 and 5, the flow of the gas discharged from the gas supply hole 151 is indicated by a broken arrow.
- mixing with the gas in the gas mixing container 11 proceeds even during the period in which the second gas discharged from the gas supply hole 151 flows on the streamline indicated by the dashed arrow. Therefore, compared with the base end portion of the broken line arrow (the outlet of the gas supply hole 151), the first gas mixture and the second gas are mixed at the front end portion of the broken line arrow.
- the gas discharged from each gas supply hole 151 flows radially outward in the gas mixing container 11, and then at a position near the inner peripheral surface of the gas mixing container 11.
- the flow direction is changed downward.
- the baffle plate 16 in the region where the baffle plate 16 is provided, the baffle plate 16 is arranged in a direction intersecting with the gas flow along the inner peripheral surface of the gas mixing container 11.
- the gas flows along the upper surfaces of the baffle plates 16 toward the inside in the radial direction of the gas mixing container 11.
- the gas that has reached the dam-like protrusion 161 is guided by the dam-like protrusion 161 and changes its flow direction upward.
- a vortex of the gas flowing into the gas mixing container 11 is formed as indicated by a broken arrow in FIG. 4, and mixing with the gas in the gas mixing container 11 further proceeds.
- the gas flow along the inner peripheral surface of the gas mixing container 11 passes through the opening region 17 and is a gas extraction pipe. 13 is reached and extracted to the outside.
- the progress of the mixing of the second gas flowing along the streamline shown in FIG. 5 and the gas in the gas mixing container 11 is smaller than that in the case of FIG.
- the gas flows shown in FIGS. 4 and 5 are mixed, so that the gas that passes through the opening region 17 and reaches the gas extraction pipe 13 and the baffle plate 16 and the weir-shaped protrusion 161 are formed. After the flow is blocked and a vortex is formed, a time difference is formed between the gas reaching the gas extraction pipe 13. As a result, compared with the case where the gas flow discharged from the gas supply hole 151 reaches the gas extraction pipe 13 at the same time, it is possible to suppress an abrupt property change.
- gas mixing is performed. While suppressing an increase in pressure loss in the container 11, the gas vortex shown in FIG. 4 can be formed and gas mixing can proceed.
- the properties of are stable. Thereafter, when the gas A is supplied again from the gas supply pipe 12 or another gas C is supplied, the gas B in the gas mixing container 11 corresponds to the first gas. The supplied gas corresponds to the second gas, and the same mixing operation as in the above example is performed.
- the effect of the gas adjusting device 1 that suppresses the gas property fluctuation amount per unit time can be obtained in the same manner even when the gas property change is smaller than in the above-described example.
- the first gas is a mixing ratio of the gases A and B.
- a mixed gas (second gas) having a different gas is supplied from the gas supply pipe 12, the properties of the gas extracted from the gas extraction pipe 13 are changed by the action of the gas supply nozzle 14 and the baffle plate 16. Becomes more gradual.
- the gas regulator 1 has the following effects. Since the gas is distributed and supplied toward the inside of the gas mixing container 11 from the elongated cylindrical gas supply nozzle 14 in which the plurality of gas discharge portions 15 are discretely arranged, the second gas with respect to the first gas is supplied. The mixing proceeds gradually. Further, a baffle plate 16 is provided on the downstream side of the most advanced gas discharge unit 15 in a direction intersecting with the flow of gas flowing along the inner peripheral surface of the gas mixing container 11, so that FIG. As shown, the gas flow direction can be changed to proceed with the mixing of the gas, and a sudden change in the properties of the gas extracted from the gas regulator 1 can be suppressed.
- the gas containing the mist 21 may be either the first gas accommodated in the gas mixing container 11 or the second gas supplied into the gas mixing container 11 from the gas supply nozzle 14, Both may be sufficient.
- the baffle plate 16a of this example is formed so that the height position of the plate surface gradually decreases from the inner peripheral surface side of the gas mixing container 11 toward the dam-like projection 161 side, and has an inclined surface.
- the mist 21 that has flowed through the gas mixing container 11 along with the gas flow collides with the baffle plate 16 a and is collected to become a liquid film-like liquid 22, which is baffled toward the dam-like protrusion 161. It flows on the inclined surface of the plate 16a.
- the weir-shaped protrusion 161 has an opening 172 for discharging the liquid 22 to the lower side of the baffle plate 16a.
- a drainage pipe 18 is connected to the bottom of the gas mixing container 11, and the liquid 22 dropped through the opening 172 is discharged to the outside through the drainage pipe 18.
- the gas extraction pipe 13 is connected to a height position between the connection position of the drainage pipe 18 and the arrangement position of the baffle plate 16 a, and the gas separated from the liquid 22 is extracted from the gas mixing container 11. .
- FIG. 7 shows an example of a gas regulating device 1a including a gas mixing container 11 that is disposed horizontally with the axial direction oriented in the horizontal direction.
- components common to those of the gas regulator 1 shown in FIGS. 1 to 6 are given the same reference numerals as those used in these drawings.
- the gas supply nozzle 14 may be supported by a column portion 19 provided between the inner peripheral surface of the gas mixing container 11 as shown in FIG.
- the gas adjusting device 1a of FIG. 7 also shows a modification of the gas supply pipe 12, the gas supply nozzle 14, and the baffle plate 16 shown in FIGS.
- the gas supply pipe 12 connected to the gas supply nozzle 14 is not limited to the case where it is configured by one pipe connected to the upper end face of the gas mixing container 11 as in the example shown in FIG.
- the first gas supply pipe 12 a that supplies the gas A and the second gas supply pipe 12 b that supplies the gas B join at a position near the end face in the gas mixing container 11.
- the gas supply nozzle 14 may be connected to the downstream side of the gas supply pipes 12a and 12b.
- These gas supply pipes 12 a and 12 b also constitute only one gas supply source (fluid supply source) for supplying gas to the gas mixing container 11 via the gas supply nozzle 14.
- the arrangement interval of the gas discharge portion 15 (H k) is, toward the base end side of the gas supply nozzle 14 to the front end portion By being set so as to gradually increase, the occurrence of a blow-through phenomenon associated with an increase in the gas flow rate in the gas mixing container 11 is suppressed.
- the method for setting the arrangement interval of the gas discharge portions 15 is not limited to this example.
- the gas discharge unit 15 is used. They may be arranged at intervals. Moreover, while arrange
- Gas mixing container 11 using a method for promoting mixing with the gas in the gas or a conical gas mixing container 11 having a larger radius in the cross section from the base end side to the tip end side of the gas supply nozzle 14 11 can be exemplified by a technique for suppressing an increase in flow velocity associated with the merging of the gas flowing through the gas 11 and the second gas supplied from the gas supply nozzle 14.
- FIG. 7 shows an example of the baffle plate 16 in which the installation of the dam-like protrusion 161 is omitted.
- the gas flows flowing along the baffle plate 16 toward the inside in the radial direction of the gas mixing vessel 11 are in the central region of the gas mixing vessel 11.
- a change in the flow direction and formation of vortices occur, and mixing with the gas in the gas mixing container 11 can be further advanced.
- the first and second gas supply pipes 12a and 12b and the gas discharge part 15 shown in FIG. 7 are arranged at equal intervals, and the baffle plate 16 not provided with the weir-like protrusions 161 is the vertically installed gas shown in FIG. You may apply to the adjustment apparatus 1.
- FIG. On the contrary, the baffle plate 16 provided with the arrangement intervals of the gas supply pipes 12 and the gas discharge parts 15 and the weir-like protrusions 161 shown in FIG. 1 is applied to the horizontal gas regulating apparatus 1a shown in FIG. Of course.
- each gas discharge unit 15 The number and arrangement of the gas supply holes 151 formed in each gas discharge unit 15 are not limited to the example shown in FIG.
- the gas supply holes 151 are formed one by one in each gas discharge section 15, so that the gas discharge sections 15 have gas in different directions. May be configured to be discharged.
- a plurality of gas supply holes 151 may be arranged in a spiral shape along the circumferential direction of the gas supply nozzle 14.
- the gas supply nozzle 14 may be configured using a spiral thin tube extending along the direction of the central axis of the gas mixing container 11.
- the planar shape of the opening region 17 formed between the baffle plates 16 is not limited to the example shown in FIG.
- an opening area 17 extending in the X-axis direction in FIG. 3 may be added to form a cross-shaped opening area 17, or a larger number of opening areas 17 may be formed radially from the center position of the cross section of the gas mixing container 11. (In these cases, the width of the opening region 17 is appropriately adjusted in order to secure an arrangement region of the baffle plate 16).
- the opening region 17 extends to the inner peripheral surface side of the gas mixing container 11, for example, the central region of the cross section of the gas mixing container 11. Only the circular opening region 17 may be provided. In this case, when the gas flowing in the vicinity of the inner peripheral surface passes through the opening region 17 and reaches the gas extraction pipe 13 (FIG. 5), and when blocked by the baffle plate 16 (FIG. 4), Although the action of forming the time difference of the gas reaching the gas extraction pipe 13 is diminished, the effect of promoting the mixing of the gas accompanying the provision of the baffle plate 16 is still exhibited.
- FIG. 8 shows an example in which the vertical gas regulator 1 is provided, but the configuration on the receiving facility side is the same even when the horizontal gas regulator 1a is provided.
- the receiving facility shown in FIG. 8 includes a gas engine 5 that is an internal combustion engine that uses boil off gas (BOG) generated in the LNG tank 32 as fuel.
- the gas regulator 1 of this example is provided on the upstream side of the gas engine 5.
- the LNG stored in the LNG tank 32 is sent out from the LNG tank 32 by the LNG pump 33 and the delivery pump 35, and is vaporized by the LNG vaporizer 36, and the amount of heat. After adjusting the amount of heat by adding LPG sent out from the LPG tank 37 by the LPG pump 38 in the adjusting unit 39, it is shipped to the customer 4.
- BOG is generated by the vaporization of LNG.
- the BOG is boosted by a BOG compressor 34 having a plurality of compression stages 341 to 343 and then discharged to the customer 4 together with the vaporized LNG or reliquefied and returned to the LNG tank 32.
- FIG. 8 shows an example in which the BOG is paid out to the customer 4 together with the vaporized LNG).
- the receiving facility of this example is provided with a gas engine 5 using BOG as fuel as a surplus BOG, and the generator 51 can generate power by driving the gas engine 5.
- the gas engine 5 may be limited in the amount of heat fluctuation per unit time of the fuel gas to be used.
- the amount of heat of BOG may change greatly. Therefore, as shown in FIG. 8, by providing the gas regulator 1 of this example on the upstream side of the gas engine 5, it is possible to mitigate fluctuations in the amount of heat per unit time for the BOG supplied to the gas engine 5.
- BOG accommodated in the gas regulator 1 before the change in the calorific value of the BOG is equivalent to the first gas, and the gas regulator 1 is accompanied by the occurrence of the calorie change.
- the supplied BOG corresponds to the second gas.
- a pressure control valve for adjusting the pressure in the gas mixing container 11 is provided on the downstream side of the gas adjusting device 1, and the amount of BOG stored in the gas mixing container 11 is increased or decreased by increasing or decreasing the pressure in the gas mixing container 11. May be.
- the amount of BOG generated in the LNG tank 32 increases and reaches the upper limit of the amount that can be delivered to the customer 4 and the amount that can be supplied to the gas engine 5
- the amount of BOG that is stored in the gas regulator 1 is temporarily set. It can also be used as a gas holder that absorbs the excess amount of BOG.
- the gas adjustment of this example is not limited to the case where BOG is used as fuel gas, but also when gas generated by the LNG vaporizer 36 or gas received from the outside is used as fuel gas and supplied to the gas engine 5 for power generation. Apparatuses 1 and 1a can be applied.
- the gas adjustment of this example is also used for stable operation such as gas turbine power generation using LNG in a plurality of production areas as fuel gas, and biomass power generation using biogas as fuel. Apparatuses 1 and 1a can be applied.
- the gas capable of relieving the property change using the gas regulators 1 and 1a is not limited to the fuel gas.
- the present invention can also be applied to the supply of gas to equipment and processes that have a limited amount of property fluctuation per unit time, such as a change in the composition of the raw material gas supplied to the catalytic reaction.
- the embodiment of the gas regulator 1, 1a in which the fluid regulator of the present invention is applied to the mixing of the gas whose properties change over time, and the gas regulator 1, 1a An application example has been described.
- the fluid that can reduce the sudden property change using the fluid regulating device of the present invention is not limited to gas.
- the gas regulator 1 described with reference to FIGS. 1 to 5 and 7 may be used as a liquid regulator that mixes liquids whose properties change over time.
- the fluid adjusting device shown in FIGS. 1 to 5 and 7 adjusts the mixed state of the liquid whose properties change over time and suppresses the amount of property fluctuation per unit time (fluid) Adjusting device) 1, 1 a, a cylindrical liquid mixing container (fluid mixing container) 11 constituted by an end surface and a side wall surface, and only one for supplying liquid to the liquid mixing container 11
- a liquid supply pipe (fluid supply pipe) 12 that is a liquid supply source (fluid supply source) and connected to the liquid supply pipe 12, and from one end face side of the liquid mixing container 11 in the axial direction of the liquid mixing container 11.
- a plurality of liquid discharge portions (fluid discharge portions) 15 that are provided in the liquid mixing container 11 so as to extend along the surface and in which the liquid supply holes (fluid supply holes) 151 are formed include the extending direction.
- the liquid supply nozzle 14 is arranged between the arrangement position of the liquid discharge section 15 on the most distal end side and the liquid extraction position from the liquid mixing container 11 to the liquid extraction pipe 13. It can be read as having a baffle plate 11 provided so as to block a part of the cross section of the liquid mixing container 11 in a direction intersecting the flow of the liquid flowing along the peripheral surface.
- FIG. 9 shows an example in which the liquid adjusting devices 1 and 1a described above are applied to a supply facility that supplies liquid fuel to the diesel engine 5a that drives the generator 51.
- FIG. 9 shows an example in which the vertical gas regulator 1 is provided.
- the horizontal gas regulator 1a may be provided as described in FIG. It is the same as in the case of equipment.
- the upstream side of the liquid regulating apparatus 1 provided in the supply facility of this example branches into two fuel supply lines, and on one side thereof, a biodiesel fuel tank 71 is connected via an on-off valve V1 and a biofuel pump 711. Is provided.
- the biodiesel fuel tank 71 stores biodiesel fuel such as rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, corn oil, olive oil and the like. These biodiesel fuels may be subjected to refining / reforming treatment for removing fats and oils and corrosive components and adjusting viscosity as necessary.
- a fossil fuel tank 72 is provided on the other side of the branched fuel supply line via an on-off valve V2 and a fossil fuel pump 721.
- the fossil fuel tank 72 stores light oil (Gas Oil), diesel fuel (Diesel Oil), and the like, which are fossil fuels for the diesel engine 5a.
- the supply of biodiesel fuel may be unstable compared to various types of fossil fuels for which the market is established. Therefore, the liquid fuel supply facility shown in FIG. 9 normally supplies biodiesel fuel from the biodiesel fuel tank 71, and when the supply of biodiesel fuel stagnates, the fossil fuel tank 72 supplies the fossil fuel from time to time. It is configured to switch to supply.
- a flow control valve is provided on the downstream side of the biofuel pump 711 and the fossil fuel pump 721, respectively, and the liquid fuel between the biodiesel fuel in the biodiesel fuel tank 71 and the fossil fuel tank 72 is supplied. Even in the case where the switching is performed gradually, the liquid adjusting device 1 has an effect of moderating a change in properties over time (for example, a change in heat amount) accompanying a change in the mixing ratio of biodiesel fuel and fossil fuel.
- the mitigation of property change using the liquid adjusting devices 1 and 1a is not limited to application to a supply device that switches the liquid fuel supplied to the diesel engine 5a between biodiesel fuel and fossil fuel.
- the liquid conditioner 1 for the purpose of mitigating the change in properties during the switching of oil types between biodiesel fuels with different raw materials (seed rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, corn oil, olive oil, etc.) 1a may be installed.
- liquid fuel supplied to the gasoline engine that drives the generator is switched between corn or sugarcane-derived bioalcohol and fossil fuel gasoline or when switching between different types of bioalcohol.
- liquid adjusting devices 1 and 1a of the present example it is possible to alleviate the property change of the liquid fuel.
- Simulation 1 As an example in which the change in properties over time is maximized, the change in properties when the second gas is supplied to various spaces in which the first gas is stored was analyzed by CFD (Computational Fluid Dynamics).
- CFD Computer Fluid Dynamics
- the first gas, BOG heat amount (low calorific value, the same shall apply hereinafter): 29.8 MJ /
- the city gas heat amount: 40.5 MJ / Nm 3
- the second gas is supplied at 3,287 [Nm 3 / h] from the gas supply pipe 12 with the state in which Nm 3
- calorific value [MJ / Nm 3 ] calorific value variation per unit time [MJ / Nm 3 / min] in the fuel gas extracted from the gas extraction pipe 13 Asked.
- the gas mixing container 11 has a diameter of 3 [m], a volume of about 65 [m 3 ], and the gas supply nozzle 14 uses a 150 A (outer diameter 165.2 [mm]) pipe.
- the hole diameter of 151 is ⁇ 15 [mm]
- the opening width (width in the X direction in FIG. 3) of the opening region 17 formed between the baffle plates 16 is 237 [mm].
- FLSYS registered trademark
- Example 1-1 A simulation similar to that of Example 1 was performed using the gas mixing container 11 in which the gas supply nozzle 14 and the baffle plate 16 were not provided.
- the diameter and volume of the gas mixing container 11 are the same as those in the first embodiment.
- FIG. 11 shows the change in the concentration of city gas in the fuel gas and the change over time in the fuel gas according to Example 1 and Comparative Example 1-1
- FIG. 12 shows the same result according to Comparative Example 1-2. 11 and 12, the horizontal axis indicates the elapsed time since the start of the city gas supply, and the left vertical axis indicates the city gas concentration (molar fraction [-]). Further, the vertical axis on the right side shows the calorific value of the fuel gas at the outlet position (low calorific value [MJ / Nm 3 ]).
- FIG. 13 shows the change over time in the amount of heat per unit time according to Example 1 and Comparative Example 1-1
- FIG. 14 shows the same result according to Comparative Example 1-2.
- the horizontal axis of FIGS. 13 and 14 indicates the elapsed time since the start of the city gas supply, and the vertical axis indicates the amount of heat fluctuation [MJ / Nm 3 / min] per unit time.
- Example 1 and Comparative Example 1-1 the mole fraction of the city gas in the fuel gas on the outlet side increased to nearly 90% over about 15 minutes, and this mole fraction change Along with this, the calorific value of the fuel gas gradually increased. At this time, comparing the changes in the mole fraction of city gas and the amount of heat, the values in Example 1 change more slowly than in Comparative Example 1.
- Comparative Example 1-2 the fuel gas on the outlet side was switched from BOG to city gas in an extremely short time of less than 0.01 minutes (0.6 seconds) (FIG. 12).
- Example 1 the amount of heat fluctuation per unit time is suppressed to 1.0 [MJ / Nm 3 / min] or less.
- the gas engine 5 includes a model that is required to suppress the amount of heat fluctuation to 1.0 [MJ / Nm 3 / min] or less, and the gas regulator 1 according to the first embodiment satisfies this requirement.
- this value exceeded the target value.
- Comparative Example 1-2 the amount of heat fluctuation per unit time has increased to several thousand times the target value.
- Simulation 2 CFD analysis was performed about the influence which the installation of the baffle board 16 has on the amount of heat fluctuation per unit time.
- A. Simulation Conditions (Comparative Example 2-1) In the gas regulator 1 of Example 1, the same simulation as in Example 1 was performed for the case where the baffle plate 16 was not provided, and the maximum value of the amount of change in heat per unit time was obtained. .
- Example 1 indicated by the solid line in FIG. 13, the maximum value of the amount of heat fluctuation per unit time was 0.97 [MJ / Nm 3 / min].
- Comparative Example 2-1 which did not include the baffle plate 16
- this value increased to about 1.68 [MJ / Nm 3 / min], which is about 70% or more. Therefore, it has been confirmed that the provision of the baffle plate 16 can provide an effect of suppressing the fluctuation of heat (characteristic fluctuation).
- the initial state is a state in which light oil (heat amount 43.1 MJ / kg), which is a fossil fuel, is stored using the fluid adjustment device described with reference to FIGS. 1 to 3 as the liquid adjustment device 1
- palm oil hereinafter MJ / kg
- biodiesel fuel is supplied at 4.1 [m 3 / h] from the liquid supply pipe 12
- the change over time in the palm oil concentration (mass fraction) and the amount of heat fluctuation per unit time [MJ / kg / min] was determined by simulation.
- the supply flow rate of palm oil is equal to the city gas and supply heat amount (40.5 [MJ / Nm 3 ] ⁇ 3,287 [Nm 3 / h] ⁇ 133 [GJ / h])) in the first embodiment.
- the flow rate was set as follows.
- the configuration of the liquid adjustment apparatus 1 is the same as that of the gas adjustment apparatus 1 of the first embodiment.
- Palm oil is supplied from the second supply pipe 62 at the same supply flow rate as that of the third embodiment to the straight pipe 63 that has been supplied with light oil from the first supply pipe 61 of FIG.
- a simulation similar to that of Comparative Example 1-2 was performed except for the points performed.
- FIG. 15 shows changes in the concentration of palm oil in the liquid fuel according to Example 3, and FIG. 16 shows similar results according to Comparative Example 3.
- the horizontal axis indicates the elapsed time since the start of palm oil supply, and the vertical axis indicates the concentration of palm oil (mass fraction [ ⁇ ]).
- FIG. 17 shows the change over time in the amount of heat fluctuation per unit time according to Example 3, and FIG. 18 shows the same result according to Comparative Example 3.
- the horizontal axis of FIG. 17, FIG. 18 has shown the elapsed time after the supply of palm oil was started, and the vertical axis
- Example 3 the molar fraction of palm oil in the liquid fuel on the outlet side increased to 90% or more over about 15 minutes.
- the liquid fuel on the outlet side was switched from light oil to palm oil in an extremely short time of less than 0.009 minutes (0.5 seconds) (FIG. 16).
- the amount of heat fluctuation per unit time is suppressed to 1.0 [MJ / kg / min] or less. I was able to. Even in a diesel engine, it may be preferable to suppress the amount of heat fluctuation to 1.0 [MJ / kg / min] or less (preferable value), and the liquid regulator 1 according to the third embodiment is suitable for such a diesel engine. It is. On the other hand, in Comparative Example 3, the amount of heat fluctuation per unit time has increased to several thousand times the preferred value.
- Fluid regulator gas regulator, liquid regulator
- Fluid mixing container gas mixing container, liquid mixing container
- Fluid supply piping gas supply piping, liquid supply piping
- Fluid extraction piping Gas extraction piping, Liquid extraction piping
- Fluid supply nozzle gas supply nozzle, liquid supply nozzle
- Fluid discharge part gas discharge part, liquid discharge part
- 16a Baffle plate 161 Weir-shaped protrusion 17 Opening region 172 Opening 18 Drainage pipe 19 Strut
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Abstract
【課題】経時的に性状が変化する気体や液体の混合に伴う性状変化の影響を緩和することが可能な流体調整装置を提供する。 【解決手段】経時的に性状が変化する気体または液体の混合状態を調整する流体調整装置1において、流体混合容器11には、気体または液体である流体を供給するためのただ1つの流体供給源である流体供給配管12と、流体混合容器11から流体を抜き出すための流体抜出配管13とが接続されている。流体混合容器11内には、細長い筒状の流体供給ノズル14が設けられ、流体供給孔151が形成された領域である複数の流体吐出部15が離散的に配置されている。流体供給ノズル14の最先端部側の流体吐出部15の配置位置の下流側には、流体混合容器11の横断面の一部を遮るようにバッフル板16が設けられている。
Description
本発明は、経時的に性状が変化する気体や液体の混合状態を調整する技術に関する。
ガスエンジンなどの内燃機関には、燃焼状態の変化に伴う排ガス性状の悪化や失火などを避けるため、使用する燃料ガスの単位時間あたりの熱量変動量に制約が設けられる場合がある。
この点に関して例えば特許文献1には、熱量が変動しやすい副燃料ガス(例えばバイオガス)に対し、熱量が安定している主燃料ガス(例えば都市ガス)の混合比率を変化させて、混合燃料ガスの熱量が目標値となるように調節する技術が記載されている。
また特許文献2には、外壁面に沿って螺旋状に多数のオリフィスが形成された空洞円筒部(cylindrical hollow member 5)を混合容器(mixing vessel 1)内に挿入し、当該空洞円筒部を介して混合容器内に供給されたスチームと、混合容器の壁面に形成された導入開口(opening 3)を介して導入された二酸化炭素とを迅速に混合する技術が記載されている。
さらに特許文献3には、円筒体の内部に互いに間隔を開けて複数のバッフル部材を配置すると共に、当該円筒体の内部にセラミックボールを充填することにより、2つの異なるガス供給配管(第1のガス供給部22a及び第2のガス供給部22b)から供給された可燃性ガスと助燃性ガスとを迅速に混合する技術が記載されている。
さらに特許文献3には、円筒体の内部に互いに間隔を開けて複数のバッフル部材を配置すると共に、当該円筒体の内部にセラミックボールを充填することにより、2つの異なるガス供給配管(第1のガス供給部22a及び第2のガス供給部22b)から供給された可燃性ガスと助燃性ガスとを迅速に混合する技術が記載されている。
しかしながら特許文献1に記載のように、複数種類の燃料ガスの混合比率を変化させて内燃機関に供給される燃料ガス(混合燃料ガス)の熱量の安定化を図る技術は、熱量の安定した燃料ガスの入手が困難な場合などには採用することができない。
また、内燃機関に供給される燃料ガスの熱量変化に限らず、触媒反応に供給される原料ガスの組成変化など、単位時間当たりの性状変動量に制限のある機器やプロセスも存在する。
さらに、液体燃料を利用するディーゼルエンジンにおいても、例えばバイオディーゼル燃料を化石燃料の軽油に切り替える場合などには、上述の燃料ガスと同様の問題が存在する。
さらに、液体燃料を利用するディーゼルエンジンにおいても、例えばバイオディーゼル燃料を化石燃料の軽油に切り替える場合などには、上述の燃料ガスと同様の問題が存在する。
これらの問題点につき、特許文献2、3はいずれも、複数の異なるガス供給源(特許文献2についてはinlet chamber 28及びopening 3、特許文献3については、第1のガス供給部22a及び第2のガス供給部22b)から供給された2種類のガスを迅速に混合することを目的とする技術であることが示されている(特許文献2の第2ページ70~77行目、特許文献3の段落0043~0046)。
ここで、例えば特許文献2の混合容器(mixing vessel 1)に設けられている導入開口(inlet opening 3)の設置を省略すると、空洞円筒部(cylindrical hollow member 5)から供給されたスチームと、二酸化炭素を迅速に混合するという特許文献2に記載の技術の目的自体を果たすことができなくなってしまう。従って、特許文献2に記載の技術において、前記導入開口は必須の構成要素であり、当該構成を欠く混合容器を想定すること自体に技術的な意義を見出すことはできない。
以上に検討したように、特許文献2、3には、ただ1つの流体供給源から供給される流体の性状が経時的に変化する際の問題を解決する技術は、全く示されていない。
このように、経時的に性状が変化する流体について、性状変化の前後の流体をゆっくりと混合することにより、急激な性状変化を抑制する技術を開発する取り組みはなされてこなかった。
このように、経時的に性状が変化する流体について、性状変化の前後の流体をゆっくりと混合することにより、急激な性状変化を抑制する技術を開発する取り組みはなされてこなかった。
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、気体や液体の経時的な性状変化の影響を緩和することが可能な流体調整装置を提供することにある。
本発明の流体調整装置は、経時的に性状が変化する気体の混合状態、または液体の混合状態を調整し、単位時間当たりの性状変動量を抑制する流体調整装置において、
端面と側壁面とにより構成される筒状の流体混合容器と、
前記流体混合容器に対し、気体または液体である流体を供給するためのただ1つの流体供給源である流体供給配管と、
前記流体供給配管に接続され、前記流体混合容器の一方の端面側から、この流体混合容器の軸方向に沿って延在するように当該流体混合容器内に設けられ、流体供給孔が形成された領域である複数の流体吐出部が、前記延在方向に沿って離散的に配置された細長い筒状の流体供給ノズルと、
前記一方の端面と対向する他方の端面側から、前記流体混合容器内の流体を抜き出すための流体抜出配管と、
前記流体供給ノズルの最先端部側の流体吐出部の配置位置と、前記流体混合容器内から流体抜出配管への流体の抜出位置との間に配置され、前記流体混合容器の内周面に沿って流れる流体の流れと交差する方向に向けて、当該流体混合容器の横断面の一部を遮るように設けられたバッフル板と、を備えていることを特徴とする。
端面と側壁面とにより構成される筒状の流体混合容器と、
前記流体混合容器に対し、気体または液体である流体を供給するためのただ1つの流体供給源である流体供給配管と、
前記流体供給配管に接続され、前記流体混合容器の一方の端面側から、この流体混合容器の軸方向に沿って延在するように当該流体混合容器内に設けられ、流体供給孔が形成された領域である複数の流体吐出部が、前記延在方向に沿って離散的に配置された細長い筒状の流体供給ノズルと、
前記一方の端面と対向する他方の端面側から、前記流体混合容器内の流体を抜き出すための流体抜出配管と、
前記流体供給ノズルの最先端部側の流体吐出部の配置位置と、前記流体混合容器内から流体抜出配管への流体の抜出位置との間に配置され、前記流体混合容器の内周面に沿って流れる流体の流れと交差する方向に向けて、当該流体混合容器の横断面の一部を遮るように設けられたバッフル板と、を備えていることを特徴とする。
前記流体調整装置は以下の特徴を備えていてもよい。
(a)前記複数の流体吐出部は、各々、前記流体供給ノズルの周方向に沿って複数の流体供給孔が形成されると共に、前記流体供給ノズルの基端部側から先端部側へ向けて、隣り合う流体吐出部同士の間隔が次第に大きくなるように配置されていること。
(b)前記流体混合容器の横断面を見たとき、前記バッフル板が設けられた領域と、バッフル板が設けられていない領域とが前記横断面の周方向に沿って交互に配置されるように、複数枚のバッフル板が設けられていること。また、前記バッフル板は、前記流体供給ノズルの最先端部側の流体吐出部の配置位置と、前記流体混合容器内から流体抜出配管への流体の抜出位置との間に1段だけ設けられていること。
(c)前記バッフル板の端部には、当該バッフル板によって遮られた後、このバッフル板の板面に沿って流れる流体を堰き止める方向へ突出するように形成された堰状突起部が設けられていること。
(d)(c)において、前記流体は気体であり、当該気体にはミストが含まれていることと、前記流体混合容器は、前記流体供給ノズルの基端部側が先端部側よりも上方に位置するように、前記軸方向を重力方向に向けて配置されていることと、前記バッフル板は、前記流体混合容器の内周面側から堰状突起部側に向けて板面の高さ位置が次第に低くなるように形成されると共に、前記堰状突起部には前記ミストがバッフル板に衝突して捕集された液体を下方側へ排出するための開口部が形成されていることと、前記流体混合容器の底部である前記他方の端面には、前記開口部を介して落下した液体を排出するための排液管が接続され、前記流体抜出配管は、前記排液管の接続位置とバッフル板との間の高さ位置から気体を抜き出すように設けられていること。
(e)前記流体は経時的に発熱量が変化する燃料ガスであり、前記流体抜出配管の下流側には、前記燃料ガスを燃料とする内燃機関が設けられていること。このとき、前記燃料ガスは、液化天然ガスを貯蔵する貯蔵タンク内で発生したボイルオフガスであること。また、前記流体抜出配管から抜き出される燃料ガスの単位時間当たりの発熱量の変化が1.0[MJ/Nm3/min]以下であること
(f)前記流体は経時的に発熱量が変化する液体燃料であり、前記流体抜出配管の下流側には、前記液体燃料を燃料とする内燃機関が設けられていること。このとき、前記液体燃料は、バイオディーゼル燃料、またはバイオアルコール燃料を含むこと。また、前記流体抜出配管から抜き出される液体燃料の単位時間当たりの発熱量の変化が1.0[MJ/kg/min]以下であること。
(a)前記複数の流体吐出部は、各々、前記流体供給ノズルの周方向に沿って複数の流体供給孔が形成されると共に、前記流体供給ノズルの基端部側から先端部側へ向けて、隣り合う流体吐出部同士の間隔が次第に大きくなるように配置されていること。
(b)前記流体混合容器の横断面を見たとき、前記バッフル板が設けられた領域と、バッフル板が設けられていない領域とが前記横断面の周方向に沿って交互に配置されるように、複数枚のバッフル板が設けられていること。また、前記バッフル板は、前記流体供給ノズルの最先端部側の流体吐出部の配置位置と、前記流体混合容器内から流体抜出配管への流体の抜出位置との間に1段だけ設けられていること。
(c)前記バッフル板の端部には、当該バッフル板によって遮られた後、このバッフル板の板面に沿って流れる流体を堰き止める方向へ突出するように形成された堰状突起部が設けられていること。
(d)(c)において、前記流体は気体であり、当該気体にはミストが含まれていることと、前記流体混合容器は、前記流体供給ノズルの基端部側が先端部側よりも上方に位置するように、前記軸方向を重力方向に向けて配置されていることと、前記バッフル板は、前記流体混合容器の内周面側から堰状突起部側に向けて板面の高さ位置が次第に低くなるように形成されると共に、前記堰状突起部には前記ミストがバッフル板に衝突して捕集された液体を下方側へ排出するための開口部が形成されていることと、前記流体混合容器の底部である前記他方の端面には、前記開口部を介して落下した液体を排出するための排液管が接続され、前記流体抜出配管は、前記排液管の接続位置とバッフル板との間の高さ位置から気体を抜き出すように設けられていること。
(e)前記流体は経時的に発熱量が変化する燃料ガスであり、前記流体抜出配管の下流側には、前記燃料ガスを燃料とする内燃機関が設けられていること。このとき、前記燃料ガスは、液化天然ガスを貯蔵する貯蔵タンク内で発生したボイルオフガスであること。また、前記流体抜出配管から抜き出される燃料ガスの単位時間当たりの発熱量の変化が1.0[MJ/Nm3/min]以下であること
(f)前記流体は経時的に発熱量が変化する液体燃料であり、前記流体抜出配管の下流側には、前記液体燃料を燃料とする内燃機関が設けられていること。このとき、前記液体燃料は、バイオディーゼル燃料、またはバイオアルコール燃料を含むこと。また、前記流体抜出配管から抜き出される液体燃料の単位時間当たりの発熱量の変化が1.0[MJ/kg/min]以下であること。
本発明は、複数の流体吐出部が離散的に配置された細長い筒状の流体供給ノズルから、流体混合容器内に向けて分散してガスや液体である流体が供給されるので、先に供給された流体に対する後から供給された流体の混合が徐々に進行する。さらに、流体吐出部の下流側には、前記流体混合容器の内周面に沿って流れる気体の流れと交差する方向に向けてバッフル板が設けられているので流体の流れ方向を変えて流体の混合を進行させ、流体調整装置から抜き出される流体の急激な性状変化を抑えることができる。
図1~図3を参照しながら、混合対象の流体が気体である場合を例に挙げて、本発明の実施の形態に係るガス調整装置(流体調整装置)1の構成について説明する。図1はガス調整装置1の縦断側面図であり、図2、図3は、各々、図1に示すA-A’、B-B’の位置から当該ガス調整装置1を矢視した横断平面図である。
以下の説明では、経時的な性状変化が最大となる例として、第1の気体が供給されている状態から、当該第1の気体とは性状が異なる第2の気体の供給へと、供給流体が瞬時に切り替わる場合について説明する。
上記気体の切り替えのモデルとして、本例のガス調整装置1は、第1の気体が収容されたガス混合容器11に対し、第1の気体とは性状(例えば燃料ガスの熱量)の異なる第2の気体を供給したとき、ガス混合容器11から抜き出される混合気体の急激な性状変化が緩和されるように気体の混合状態を調整する機能を備える。
上記気体の切り替えのモデルとして、本例のガス調整装置1は、第1の気体が収容されたガス混合容器11に対し、第1の気体とは性状(例えば燃料ガスの熱量)の異なる第2の気体を供給したとき、ガス混合容器11から抜き出される混合気体の急激な性状変化が緩和されるように気体の混合状態を調整する機能を備える。
図1~図3に示すように、前記ガス調整装置1は、気体の混合が行われるガス混合容器(流体混合容器)11と、第2の気体を供給するためのガス供給配管(流体供給配管)12と、ガス混合容器11内へ第2の気体を吐出するガス供給ノズル(流体供給ノズル)14と、ガス混合容器11から抜き出される気体の性状を調整するためのバッフル板16と、ガス混合容器11内の気体を抜き出すためのガス抜出配管(流体抜出配管)13とを備えている。
本例のガス混合容器11は、上下両端面と側壁面とにより構成される円筒状の容器として構成され、その中心軸を重力方向(図1に示すZ軸方向)に向けて縦置きに配置されている。ガス混合容器11として用いられる円筒状容器としては、高さが数十cm~十数mの範囲、円筒の高さLと直径Dとの比(L/D)が2~10の範囲のものを例示することができる。
例えば、ガス混合容器11の上部側の端面(一方の端面)には、複数種類の気体が供給されるガス供給配管12が接続されている。当該ガス供給配管は、ガス混合容器11に気体を供給するためのただ1つの気体供給源(流体供給源)である。このため、ガス混合容器11には、側壁面などの他の位置から気体を供給するための他のガス供給配管は接続されていない。また、ガス混合容器11の底部側の端面(他方の端面)には、ガス混合容器11内の気体を抜き出すためのガス抜出配管13が接続されている。
ガス混合容器11に対するガス供給配管12の接続位置からは、ガス混合容器11内に向けて、細長い直管からなる円筒状のガス供給ノズル14が前記中心軸の方向に沿って上下に延在するように設けられている。例えばガス供給ノズル14の直径は、ガス混合容器11の直径の1/3以下、ガス供給ノズル14の長さはガス混合容器11の高さの50~90%程度のものが用いられる。ガス供給ノズル14の基端部側はガス供給配管12に連通し、ガス供給ノズル14から供給される気体を受け入れることができる。一方で、ガス供給ノズル14の先端部側の端面は塞がれている。
ガス供給ノズル14の側周面には、ガス供給配管12を介してガス供給ノズル14内に流入した気体をガス混合容器11内に供給するためのガス供給孔(流体供給孔)151が形成されている。図2に示すようにガス供給ノズル14には、ガス供給ノズル14の周方向に沿って複数のガス供給孔151が形成されている。
以下、複数のガス供給孔151がガス供給ノズル14の周方向に沿って形成されている上述の領域をガス吐出部(流体吐出部)15と呼ぶ。
以下、複数のガス供給孔151がガス供給ノズル14の周方向に沿って形成されている上述の領域をガス吐出部(流体吐出部)15と呼ぶ。
例えば本例のガス供給ノズル14において、各ガス吐出部15には4つのガス供給孔151がガス供給ノズル14の周方向に沿って等間隔に配置され、ガス供給ノズル14の側周面からガス混合容器11の内部空間へ向け、四方に気体を吐出することができる。
図1に示すように、ガス供給ノズル14には、ガス供給ノズル14の延在方向に沿って、複数のガス吐出部15が離散的に(互いに間隔を開けて)配置されている。そして、これら複数のガス吐出部15は、ガス供給ノズル14の基端部(ガス供給配管12との接続部)側から先端部側へ向けて、隣り合うガス吐出部15同士の間隔(Hk)が次第に大きくなる(Hk-1<Hk(但し、k=2、3、…、n))ように配置されている。
前記間隔Hkの設定手法は、例えば等差的(Hk-1-Hk=a、例えばaは0.2H1~5H1)に間隔Hkを大きくしていってもよいし、等比的(Hk/Hk-1=r、例えばrは1.1~2.0)に間隔Hkを大きくしていってもよい。また、その他の考え方に基づいて間隔Hkの設定を行ってもよいことは勿論である。
さらに図1に示すように、ガス混合容器11内には、ガス供給ノズル14の最先端部側に配置されたガス吐出部15と、ガス混合容器11内からガス抜出配管13への気体の抜出位置との間に2枚のバッフル板16が設けられている。各バッフル板16は、ガス混合容器11の内周面に沿って流れる気体の流れと交差する方向(図1に示すX-Y面に沿った方向)に向けて、ガス混合容器11の横断面の一部を遮るように設けられている。
図3の横断平面図に示すように、各バッフル板16は、ガス混合容器11の円形横断面内にガス供給ノズル14の配置領域を挟んで平行に2本の弦を設定したとき、各弦とガス混合容器11の内周面とに囲まれる領域を塞ぐように設けられている。よって前記2本の弦に挟まれた領域は、バッフル板が設けられていない開口領域17となっている。
上述のバッフル板16と開口領域17との配置の状態を言い替えると、ガス供給ノズル14を中心として、ガス混合容器11の横断面を周方向に沿って移動しながら見たとき、バッフル板16が設けられた領域と、バッフル板が設けられていない領域(開口領域17)とが交互に配置されている。
上述の弦の位置に相当する各バッフル板16の端部には、バッフル板16の板面に沿って流れる気体の流れを堰き止める方向(上方向)へ突出するように堰状突起部161が設けられている。堰状突起部161の高さは、例えば数cm~数十cm程度に設定される。
ここで、本例のガス調整装置1において、図1、図3などに示すように、ガス供給ノズル14の先端部(下端部)は、最先端部側に配置されたガス吐出部15よりも下方側に伸び出し、上述の開口領域17に到達している。これは最先端部に配置されたガス吐出部15の製作を容易にするためである。但し、ガス供給ノズル14の先端部をバッフル板16が配置されている位置まで伸ばすことは必須の要件ではなく、上述の最先端部側に配置されたガス吐出部15の近傍位置にてガス供給ノズル14を終端させてもよい。
以上に説明した構成を備えたガス調整装置1の作用について説明する。
はじめに、ガス混合容器11内は第1の気体が収容された状態となっている。次いで、ガス供給配管12から第2の気体を供給すると、ガス供給ノズル14の各ガス吐出部15に形成されているガス供給孔151からガス混合容器11内へ向けて第2の気体が吐出される。
はじめに、ガス混合容器11内は第1の気体が収容された状態となっている。次いで、ガス供給配管12から第2の気体を供給すると、ガス供給ノズル14の各ガス吐出部15に形成されているガス供給孔151からガス混合容器11内へ向けて第2の気体が吐出される。
本例のガス調整装置1においては、ガス供給ノズル14の延在方向(ガス混合容器11の軸方向)に沿って、複数のガス吐出部15が離散的に配置されているので、第1、第2の気体の混合が進行する領域が、各ガス吐出部15の近傍に分散される。この結果、ガス供給ノズル14を設けずに、ガス供給配管12から直接、ガス混合容器11内に第2の気体を供給する場合(後述の比較例1-1)と比較して、ガス抜出配管13から抜き出される気体の単位時間当たりの性状変動量を抑制することができる。
ここで例えば基端部側から数えてk段目に設けられているガス吐出部15に着目すると、当該領域においては、k段目のガス吐出部15に設けられているガス供給孔151から吐出される気体と、ガス混合容器11内の上流側から流れ込んでくる気体(1段目~(k-1)段目のガス吐出部15にて供給された気体)とが合流する。
従って、ガス供給ノズル14の基端部側と比較して、先端部側へ行くほどガス吐出部15の周囲を流れる気体の流量が増加することになる。この場合に、複数のガス吐出部15を例えば等間隔で配置し、且つ、何らの対策も行わないと、ガス供給ノズル14の先端部側へ行くほどガス吐出部15の周囲を流れる気体の流速が上昇する。この結果、当該ガス吐出部15のガス供給孔151から吐出された第2の気体との混合が十分に進行しないまま、ガス混合容器11内の気体がガス抜出配管13から抜き出される、いわば吹き抜けの状態となってしまう。その後、ガス混合容器11内に吐出された第2の気体が、第1の気体との混合が十分に進行しないままガス抜出配管13へ到達すると、第2の気体の濃度が急激に高くなって、単位時間当たりの性状変動量が大きくなってしまう。
このような吹き抜けの発生を抑制するため、本例のガス調整装置1においては、ガス供給ノズル14の基端部側から先端部側へ向けて、隣り合うガス吐出部15同士の間隔(Hk)が次第に大きくなるように各ガス吐出部15を配置している。この結果、ガス供給孔151から供給された気体(第2の気体)と、ガス混合容器11の上流側から流れてきた気体(第1の気体や、第1の気体と第2の気体との混合気体)との十分な混合時間が確保される。そして、ガス抜出配管13には各ガス吐出部15の近傍領域にて第1の気体と第2の気体とが十分に混合された状態の気体が到達するので、上述の吹き抜けに起因する単位時間当たりの性状変動量の増大を抑制することができる。
次いで図4、図5を参照しながらバッフル板16の作用について説明する。これらの図は、最先端部側に配置されたガス吐出部15のガス供給孔151から吐出された気体(第2の気体)の流れを模式的に示している。図4、図5中、ガス供給孔151から吐出された気体の流れは破線の矢印で示してある。なお、ガス供給孔151から吐出された第2の気体が、破線の矢印で示した流線上を流れる期間中においてもガス混合容器11内の気体のとの混合は進行する。従って、破線の矢印の基端部(ガス供給孔151の出口)と比較して、破線の矢印の先端部では、第1、第2の気体の混合が進行した状態となっている。
図4、図5に示すように、各ガス供給孔151から吐出された気体は、ガス混合容器11内を径方向外側へ向けて流れた後、ガス混合容器11の内周面の近傍位置にて、流れ方向を下方側へ変化させる。
そして図4に示すように、バッフル板16が設けられている領域では、ガス混合容器11の内周面に沿った前記気体の流れと交差する方向に向けてバッフル板16が配置されているので、気体はこれらバッフル板16の上面に沿って、ガス混合容器11の径方向内側へ向けて流れる。しかる後、堰状突起部161に到達した気体は、当該堰状突起部161に案内されてその流れ方向を上方へ向けて変化させる。この結果、図4に破線の矢印で示すように、ガス混合容器11内へ流れ込んだ気体の渦が形成されて、ガス混合容器11内の気体との混合がさらに進行する。
そして図4に示すように、バッフル板16が設けられている領域では、ガス混合容器11の内周面に沿った前記気体の流れと交差する方向に向けてバッフル板16が配置されているので、気体はこれらバッフル板16の上面に沿って、ガス混合容器11の径方向内側へ向けて流れる。しかる後、堰状突起部161に到達した気体は、当該堰状突起部161に案内されてその流れ方向を上方へ向けて変化させる。この結果、図4に破線の矢印で示すように、ガス混合容器11内へ流れ込んだ気体の渦が形成されて、ガス混合容器11内の気体との混合がさらに進行する。
一方で図5に示すように、バッフル板16が設けられていない開口領域17においては、ガス混合容器11の内周面に沿った前記気体の流れが開口領域17を通過してガス抜出配管13に到達して外部へ抜き出される。図5に示す流線に乗って流れる第2の気体と、ガス混合容器11内の気体との混合の進行度合いは、図4の場合と比較すると小さい。
このように、図4、図5に示す気体の流れが混在していることにより、開口領域17を通過してガス抜出配管13に到達する気体と、バッフル板16や堰状突起部161に流れを遮られて渦を形成した後、ガス抜出配管13に到達する気体との間に時間差が形成される。この結果、ガス供給孔151から吐出された気体の流れが同時にガス抜出配管13に到達する場合と比べて、急激な性状変化を抑制することができる。
また、ガス供給ノズル14の最先端部側のガス吐出部15の配置位置と、ガス抜出配管13への気体の抜出位置との間に1段だけバッフル板16を設けることにより、ガス混合容器11における圧力損失の増大を抑えつつ、図4に示す気体の渦を形成して、気体の混合を進行させることができる。
以上に説明したガス調整装置1の作用により、例えば第1の気体として気体Aが収容されているガス混合容器11に対し、ガス供給ノズル14より第2の気体である気体Bを供給すると、ガス抜出配管13から抜き出される気体中の気体Bの濃度が上昇する。このとき、既述のガス供給ノズル14やバッフル板16の作用により、ガス抜出配管13から抜き出される気体中の急激な濃度変化が抑えられているので、当該気体の単位時間当たりの性状変動量が小さく抑えられる。そして、ガス供給ノズル14からの気体Aの供給を継続すると、ガス混合容器11内の気体Bの濃度が100%(モル分率で1)近くになり、ガス抜出配管13から抜き出される気体の性状は安定する。
その後、ガス供給配管12から再び気体Aを供給したり、別の気体Cを供給したりする場合には、ガス混合容器11内の気体Bが第1の気体に相当し、ガス供給配管12から供給される気体が第2の気体に相当することとなり、上述の例と同様の混合操作が実施される。
その後、ガス供給配管12から再び気体Aを供給したり、別の気体Cを供給したりする場合には、ガス混合容器11内の気体Bが第1の気体に相当し、ガス供給配管12から供給される気体が第2の気体に相当することとなり、上述の例と同様の混合操作が実施される。
このように、単位時間当たりの気体の性状変動量を小さく抑えるガス調整装置1の作用効果は、上述の例よりも気体の性状変化が小さい場合であっても同様に得ることができる。
例えば気体Aと気体Bとが所定の割合で混合された混合気体(第1の気体)がガス混合容器11内に収容されているとき、前記第1の気体とは気体A、Bの混合割合が異なる混合気体(第2の気体)がガス供給配管12から供給される場合であっても、ガス供給ノズル14やバッフル板16の作用により、ガス抜出配管13から抜き出される気体の性状変化はより緩やかとなる。
例えば気体Aと気体Bとが所定の割合で混合された混合気体(第1の気体)がガス混合容器11内に収容されているとき、前記第1の気体とは気体A、Bの混合割合が異なる混合気体(第2の気体)がガス供給配管12から供給される場合であっても、ガス供給ノズル14やバッフル板16の作用により、ガス抜出配管13から抜き出される気体の性状変化はより緩やかとなる。
このことは、ガス供給配管12から供給される混合気体中の気体A、Bの混合割合が時間の経過に伴って変化する場合であっても同様である。即ち、ある時点におけるガス混合容器11内の混合気体(第1の気体)の混合割合と、ガス供給配管12から供給される混合気体(第2の気体)の混合割合との間に、当該混合気体を燃料とする内燃機関を運転するにあたっての有意な性状変化が存在する場合には、本例のガス調整装置1を用いることにより、当該内燃機関に供給される混合気体の性状変化を緩やかにすることができる。
本実施の形態に係るガス調整装置1によれば以下の効果がある。複数のガス吐出部15が離散的に配置された細長い筒状のガス供給ノズル14から、ガス混合容器11内に向けて分散してガスが供給されるので、第1の気体に対する第2の気体の混合が徐々に進行する。さらに、最先端のガス吐出部15の下流側には、ガス混合容器11の内周面に沿って流れる気体の流れと交差する方向に向けてバッフル板16が設けられているので、図4に示すように気体の流れ方向を変えて気体の混合を進行させ、ガス調整装置1から抜き出される気体の急激な性状変化を抑えることができる。
次に、図6を参照しながら、ミスト21を含む気体を処理する場合に好適なバッフル板16aの設置例について説明する。ミスト21を含む気体は、ガス混合容器11に収容されている第1の気体、ガス供給ノズル14からガス混合容器11内に供給される第2の気体のいずれか一方であってもよいし、双方であってもよい。
本例のバッフル板16aは、ガス混合容器11の内周面側から堰状突起部161側に向けて板面の高さ位置が次第に低くなるように形成され、傾斜面を有している。この結果、気体の流れに乗ってガス混合容器11内を流下してきたミスト21は、バッフル板16aに衝突して捕集され、液膜状の液体22となり、堰状突起部161へ向けてバッフル板16aの傾斜面を流れる。
堰状突起部161には、バッフル板16aの下方側へ液体22を排出するための開口部172が形成されている。ガス混合容器11の底部には排液管18が接続され、開口部172を介して落下した液体22は、当該排液管18を介して外部へ排出される。一方、ガス抜出配管13は、排液管18の接続位置とバッフル板16aの配置位置との間の高さ位置に接続され、液体22と分離された気体がガス混合容器11から抜き出される。
また、ガス調整装置のガス混合容器11は、その軸方向が重力方向と一致するように縦置きに配置される場合に限定されない。図7には、軸方向を水平方向に向け、横置きに配置されたガス混合容器11を備えるガス調整装置1aの例を示してある。図7において、図1~図6に示したガス調整装置1と共通の構成要素には、これらの図で用いたものと共通の符号を付してある。
図7に示すように、ガス混合容器11が横置きに配置されている場合には、ガス供給ノズル14が延在する方向も水平方向となる。このとき、自重による撓みの発生を抑えるため、図7に示すようにガス混合容器11の内周面との間に設けた支柱部19により、ガス供給ノズル14を支持してもよい。
さらに図7のガス調整装置1aには、図1~図3に示したガス供給配管12、ガス供給ノズル14、バッフル板16の変形例も併せて示してある。
ガス供給ノズル14に接続されるガス供給配管12は、図1に示した例のように、ガス混合容器11の上部側の端面に接続された1本の配管により構成する場合に限定されない。例えば図7に示すように、気体Aの供給を行う第1のガス供給配管12aと、気体Bの供給を行う第2のガス供給配管12bとをガス混合容器11内の前記端面近傍位置で合流させ、これらのガス供給配管12a、12bの下流側にガス供給ノズル14を接続してもよい。これらのガス供給配管12a、12bも、ガス供給ノズル14を介して、ガス混合容器11に気体を供給するためのただ1つの気体供給源(流体供給源)を構成している。
ガス供給ノズル14に接続されるガス供給配管12は、図1に示した例のように、ガス混合容器11の上部側の端面に接続された1本の配管により構成する場合に限定されない。例えば図7に示すように、気体Aの供給を行う第1のガス供給配管12aと、気体Bの供給を行う第2のガス供給配管12bとをガス混合容器11内の前記端面近傍位置で合流させ、これらのガス供給配管12a、12bの下流側にガス供給ノズル14を接続してもよい。これらのガス供給配管12a、12bも、ガス供給ノズル14を介して、ガス混合容器11に気体を供給するためのただ1つの気体供給源(流体供給源)を構成している。
また、図1~図3を用いて説明したガス調整装置1の例においては、ガス吐出部15の配置間隔(Hk)が、ガス供給ノズル14の基端部側から先端部側へ向けて次第に大きくなるように設定されていることにより、ガス混合容器11内の気体の流量増大に伴う吹き抜け現象の発生を抑制している。
但し、ガス吐出部15の配置間隔の設定手法はこの例に限定されるものではない。例えば図7には、複数のガス吐出部15が等間隔(Hk=一定(但し、k=1、2、3、…、n))で配置されているガス供給ノズル14の例を示している。
但し、ガス吐出部15の配置間隔の設定手法はこの例に限定されるものではない。例えば図7には、複数のガス吐出部15が等間隔(Hk=一定(但し、k=1、2、3、…、n))で配置されているガス供給ノズル14の例を示している。
例えば、ガス供給ノズル14への第2の気体の供給流量が少なく、吹き抜け現象が問題となる程度にガス吐出部15の周囲を流れる気体の流速が上昇しない場合には、ガス吐出部15を等間隔で配置してもよい。また、ガス吐出部15を等間隔で配置すると共に、吹き抜け現象の発生を抑制するため他の対策を講じてもよい。他の対策としては、ガス供給ノズル14の基端部側から先端部側へ向けて次第にガス供給孔151の開口径を小さくして、第2の気体の吐出流速を高くし、ガス混合容器11内の気体との混合を促進する手法や、ガス供給ノズル14の基端部側から先端部側へ向けて、横断面の半径が大きくなる円錐型のガス混合容器11を利用し、ガス混合容器11内を流れる気体とガス供給ノズル14から供給される第2の気体との合流に伴う流速の上昇を抑制する手法を例示することができる。
さらに図7には堰状突起部161の設置を省略したバッフル板16の例を記載してある。堰状突起部161が設けられていないバッフル板16を設ける場合でも、バッフル板16に沿って、ガス混合容器11の径方向内側へ向けて流れる気体の流れ同士がガス混合容器11の中央領域で合流することにより、流れ方向の変化や渦の形成が生じ、ガス混合容器11内の気体との混合をさらに進行させることができる。
以上、図7に示した第1、第2のガス供給配管12a、12bやガス吐出部15の等間隔配置、堰状突起部161を備えないバッフル板16は、図1に示す縦置きのガス調整装置1に適用してもよい。これとは反対に、図1に示すガス供給配管12やガス吐出部15の配置間隔設定、堰状突起部161を備えたバッフル板16を、図7の横置きのガス調整装置1aに適用してよいことも勿論である。
図1~図6に示すガス調整装置1や、図7に示すガス調整装置1aに適用可能な機器のバリエーションをさらに挙げておく。
各ガス吐出部15に形成されるガス供給孔151の数や配置は、図2に示した例に限定されるものではない。例えばガス供給ノズル14の側面のガス供給孔151の形成方向を変化させながら、各ガス吐出部15に1つずつガス供給孔151を形成することにより、各ガス吐出部15にて異なる方向に気体が吐出される構成としてもよい。この他、各ガス吐出部15内において、ガス供給ノズル14の周方向に沿って複数のガス供給孔151が等間隔に配置されてなるガス供給孔151の列を、上下に複数列並べてもよい。また、各ガス吐出部15において、複数のガス供給孔151をガス供給ノズル14の周方向に沿って螺旋状に配置してもよい。
各ガス吐出部15に形成されるガス供給孔151の数や配置は、図2に示した例に限定されるものではない。例えばガス供給ノズル14の側面のガス供給孔151の形成方向を変化させながら、各ガス吐出部15に1つずつガス供給孔151を形成することにより、各ガス吐出部15にて異なる方向に気体が吐出される構成としてもよい。この他、各ガス吐出部15内において、ガス供給ノズル14の周方向に沿って複数のガス供給孔151が等間隔に配置されてなるガス供給孔151の列を、上下に複数列並べてもよい。また、各ガス吐出部15において、複数のガス供給孔151をガス供給ノズル14の周方向に沿って螺旋状に配置してもよい。
次いでガス供給ノズル14の構成についても直管によりガス供給ノズル14を構成することは必須の要件ではない。例えば、ガス混合容器11の中心軸の方向に沿って延在する螺旋状の細管を用いてガス供給ノズル14を構成してもよい。
バッフル板16の間に形成される開口領域17の平面形状についても図3に示した例に限定されるものではない。例えば図3のX軸方向に伸びる開口領域17を追加して、十字型の開口領域17を形成してもよいし、さらに多くの開口領域17をガス混合容器11の横断面の中心位置から放射状に延びるように設けてもよい(これらの場合において、バッフル板16の配置領域を確保するため、開口領域17の幅は、適宜、調整される)。
さらに図3、図5に示した例の如く、開口領域17は、ガス混合容器11の内周面側まで開口が広がっていることも必須ではなく、例えばガス混合容器11の横断面の中央領域のみに円形の開口領域17を設けてもよい。この場合には、内周面近傍を流れる気体が、開口領域17を通過してガス抜出配管13に到達する場合(図5)と、バッフル板16に遮られる場合(図4)とで、ガス抜出配管13に到達する気体の時間差を形成する作用は減殺されるが、バッフル板16を設けることに伴う気体の混合の促進効果は依然として発揮される。
次いで、図1~図7を用いて説明したガス調整装置1、1aの適用例につき、液化天然ガス(LNG:Liquefied Natural Gas)の受入設備の例を挙げて説明する。図示の便宜上、図8には縦置き型のガス調整装置1を設けた例を示してあるが、横置き型のガス調整装置1aを設ける場合であっても受入設備側の構成は同様である。
図8に示す受入設備は、LNGタンク32内で発生するボイルオフガス(BOG:Boil Off Gas)を燃料とする内燃機関であるガスエンジン5を備える。本例のガス調整装置1は、当該ガスエンジン5の上流側に設けられている。
図8に示す受入設備は、LNGタンク32内で発生するボイルオフガス(BOG:Boil Off Gas)を燃料とする内燃機関であるガスエンジン5を備える。本例のガス調整装置1は、当該ガスエンジン5の上流側に設けられている。
LNGの受入設備の構成について簡単に説明しておくと、LNGタンク32に貯蔵されたLNGは、LNGポンプ33、送出ポンプ35によりLNGタンク32から送り出され、LNG気化器36にて気化され、熱量調整部39にて、LPGポンプ38によりLPGタンク37から送り出されたLPGを添加する熱量調整が行われた後、需要先4へと出荷される。
LNGタンク32内においては、LNGの気化によりBOGが発生する。通常、BOGは、複数の圧縮段341~343を備えるBOG圧縮機34にて昇圧された後、気化されたLNGと共に需要先4へ払い出されたり、再液化されてLNGタンク32に戻されたりする(図8には、気化されたLNGと共にBOGが需要先4へ払い出される例を示してある)。
一方、LNGタンク32に対しては、アンローディングアーム311を介してLNGタンカー31からのLNGの受け入れが行われる。このとき、LNGタンク32にて発生するBOGの量が通常時の数倍にまで増大することがある。本例の受入設備には、余剰なBOGの利用先としてBOGを燃料としてガスエンジン5が設けられ、このガスエンジン5を駆動して発電機51にて発電を行うことができる。
ここでガスエンジン5は、利用する燃料ガスの単位時間当たりの熱量変動量に制約が設けられている場合がある。一方で、性状の異なるLNGを受け入れた際には、BOGの熱量が大きく変化する場合もある。
そこで図8に示すようにガスエンジン5の上流側に本例のガス調整装置1を設けることにより、ガスエンジン5に供給されるBOGについての単位時間当たりの熱量変動を緩和することができる。図8に示す適用例において、BOGの熱量変化が発生する前にガス調整装置1内に収容されていたBOGが第1の気体に相当し、前記熱量変化の発生に伴ってガス調整装置1に供給されるBOGが第2の気体に相当する。
そこで図8に示すようにガスエンジン5の上流側に本例のガス調整装置1を設けることにより、ガスエンジン5に供給されるBOGについての単位時間当たりの熱量変動を緩和することができる。図8に示す適用例において、BOGの熱量変化が発生する前にガス調整装置1内に収容されていたBOGが第1の気体に相当し、前記熱量変化の発生に伴ってガス調整装置1に供給されるBOGが第2の気体に相当する。
なお、ガス調整装置1の下流側にガス混合容器11内の圧力を調節する圧力調節弁を設け、ガス混合容器11内の圧力増減により、ガス混合容器11に収容されるBOGの量を増減してもよい。LNGタンク32におけるBOGの発生量が増大し、需要先4への払出し可能量やガスエンジン5へのBOGの供給可能量の上限に達したとき、ガス調整装置1におけるBOGの収容量を一時的に増やして、BOGの余剰量を吸収するガスホルダーとしても利用することができる。
BOGを燃料ガスとする場合に限らず、LNG気化器36で気化されたガスや外部から受け入れたガスを燃料ガスとし、ガスエンジン5に供給して発電を行う場合にも、本例のガス調整装置1、1aを適用することができる。
また、ガスエンジン発電のガス調整装置1、1aに限らず、複数の産地のLNGを燃料ガスとするガスタービン発電や、バイオガスを燃料とするバイオマス発電などの安定運転にも本例のガス調整装置1、1aを適用することができる。
さらには、ガス調整装置1、1aを用いて性状変化を緩和することが可能な気体は燃料ガスに限定されるものではない。例えば触媒反応に供給される原料ガスの組成変化など、単位時間当たりの性状変動量に制限のある機器やプロセスへの気体の供給にも適用することができる。
また、ガスエンジン発電のガス調整装置1、1aに限らず、複数の産地のLNGを燃料ガスとするガスタービン発電や、バイオガスを燃料とするバイオマス発電などの安定運転にも本例のガス調整装置1、1aを適用することができる。
さらには、ガス調整装置1、1aを用いて性状変化を緩和することが可能な気体は燃料ガスに限定されるものではない。例えば触媒反応に供給される原料ガスの組成変化など、単位時間当たりの性状変動量に制限のある機器やプロセスへの気体の供給にも適用することができる。
以上、図1~図8を用い、経時的に性状が変化する気体の混合に、本発明の流体調整装置を適用したガス調整装置1、1aの実施形態、及び当該ガス調整装置1、1aの適用例について説明した。
但し、本発明の流体調整装置を用い、急激な性状変化の緩和を行うことが可能な流体は気体に限定されない。例えば、図1~図5、図7を用いて説明したガス調整装置1を、経時的に性状が変化する液体の混合を行う液体調整装置として用いてもよい。
但し、本発明の流体調整装置を用い、急激な性状変化の緩和を行うことが可能な流体は気体に限定されない。例えば、図1~図5、図7を用いて説明したガス調整装置1を、経時的に性状が変化する液体の混合を行う液体調整装置として用いてもよい。
この場合には、図1~図5、図7に示す流体調整装置は、経時的に性状が変化する液体の混合状態を調整し、単位時間当たりの性状変動量を抑制する液体調整装置(流体調整装置)1、1aであって、端面と側壁面とにより構成される筒状の液体混合容器(流体混合容器)11と、当該液体混合容器11に対し、液体を供給するためのただ1つの液体供給源(流体供給源)である液体供給配管(流体供給配管)12と、この液体供給配管12に接続され、液体混合容器11の一方の端面側から、この液体混合容器11の軸方向に沿って延在するように当該液体混合容器11内に設けられ、液体供給孔(流体供給孔)151が形成された領域である複数の液体吐出部(流体吐出部)15が、前記延在方向に沿って離散的に配置された細長い筒状の液体供給ノズル(流体供給ノズル)14と、前記一方の端面と対向する他方の端面側から、液体混合容器11内の液体を抜き出すための液体抜出配管(流体抜出配管)13と、前記液体供給ノズル14の最先端部側の液体吐出部15の配置位置と、液体混合容器11内から液体抜出配管13への液体の抜出位置との間に配置され、液体混合容器11の内周面に沿って流れる液体の流れと交差する方向に向けて、当該液体混合容器11の横断面の一部を遮るように設けられたバッフル板11と、を備えていると読み替えることができる。
図9は、発電機51を駆動するディーゼルエンジン5aへの液体燃料の供給を行う供給設備に対し、上述の液体調整装置1、1aを適用した例を示している。図示の便宜上、図9には縦置き型のガス調整装置1を設けた例を示してあるが、横置き型のガス調整装置1aを設けてもよい点は、図8を用いて説明した受入設備の場合と同様である。
本例の供給設備に設けられている液体調整装置1の上流側は、2つの燃料供給ラインに分岐し、その一方側には、開閉弁V1及びバイオ燃料ポンプ711を介してバイオディーゼル燃料タンク71が設けられている。バイオディーゼル燃料タンク71には、なたね油、大豆油、パーム油、ココナッツ油、トウモロコシ油、オリーブ油などのバイオディーゼル燃料が貯蔵されている。これらのバイオディーゼル燃料は、必要に応じて油脂分や腐食成分の除去や粘度調整を行う精製・改質処理が施されたものであってもよい。
一方、分岐した燃料供給ラインの他方側には、開閉弁V2及び化石燃料ポンプ721を介して化石燃料タンク72が設けられている。化石燃料タンク72には、ディーゼルエンジン5a用の化石燃料である、軽油(Gas Oil)やディーゼル燃料(Diesel Oil)などが貯蔵されている。
例えば、市場が整備されている各種化石燃料と比較して、バイオディーゼル燃料は供給が不安定な場合もある。そこで図9に示す液体燃料の供給設備は、通常時にはバイオディーゼル燃料タンク71からバイオディーゼル燃料を供給し、バイオディーゼル燃料の供給が滞った場合などに、適時、化石燃料タンク72からの化石燃料の供給に切り替える構成となっている。
上述の液体燃料の供給設備において、ディーゼルエンジン5aに供給される液体燃料が、バイオディーゼル燃料タンク71のバイオディーゼル燃料から、化石燃料タンク72の化石燃料に切り替えられると、バイオディーゼル燃料と化石燃料との間で熱量が大きく変化する場合もある。このとき、ディーゼルエンジン5aの上流側に本例の液体調整装置1が設けられていることにより、ディーゼルエンジン5aに供給される液体燃料についての単位時間当たりの熱量変動を緩和することができる。
また、バイオディーゼル燃料の供給が再開可能となった後、化石燃料タンク72の化石燃料から、バイオディーゼル燃料タンク71のバイオディーゼル燃料への切り替えを行う場合についても同様の作用効果を得られる。
また、バイオディーゼル燃料の供給が再開可能となった後、化石燃料タンク72の化石燃料から、バイオディーゼル燃料タンク71のバイオディーゼル燃料への切り替えを行う場合についても同様の作用効果を得られる。
この他、バイオ燃料ポンプ711や化石燃料ポンプ721の下流側に、各々、流量調節弁を設け、バイオディーゼル燃料タンク71のバイオディーゼル燃料と、化石燃料タンク72の化石燃料との間の液体燃料の切り替えを徐々に行っていく場合においても、液体調整装置1はバイオディーゼル燃料と化石燃料との混合割合の変化に伴う経時的な性状変化(例えば熱量変動)を緩やかにする作用効果を奏する。
液体調整装置1、1aを用いた性状変化の緩和は、ディーゼルエンジン5aへ供給される液体燃料をバイオディーゼル燃料と化石燃料との間で切り替える供給装置への適用に限定されない。例えば、原料が異なるバイオディーゼル燃料(既述のなたね油、大豆油、パーム油、ココナッツ油、トウモロコシ油、オリーブ油など)間の油種の切り替えの際の性状変化を緩和する目的で液体調整装置1、1aを設置してもよい。
さらには、発電機を駆動するガソリンエンジンに供給される液体燃料を、トウモロコシやサトウキビ由来のバイオアルコールと、化石燃料であるガソリンとの間で切り替える場合や、種類の異なるバイオアルコール間で切り替える場合においても、本例の液体調整装置1、1aを適用して、液体燃料の性状変化の緩和を図ることができる。
(シミュレーション1)
経時的な性状変化が最大となる例として、第1の気体が収容された種々の空間に対し、第2の気体を供給したときの性状変化などをCFD(Computational Fluid Dynamics)により解析した。
A.シミュレーション条件
(実施例1)図1~図3を用いて説明したガス調整装置(流体調整装置)1について、第1の気体であるBOG(熱量(低発熱量、以下同じ):29.8MJ/Nm3)が収容された状態を初期状態として、ガス供給配管12から第2の気体である都市ガス(熱量:40.5MJ/Nm3)を3,287[Nm3/h]で供給したときのガス抜出配管13から抜き出される燃料ガス中の都市ガス濃度(モル分率)、発熱量[MJ/Nm3]、単位時間当たりの熱量変動量[MJ/Nm3/min]の経時変化を求めた。ガス混合容器11の直径は3[m]、容積は約65[m3]、ガス供給ノズル14は150A(外径165.2[mm])配管を用い、各ガス吐出部15におけるガス供給孔151の孔径はφ15[mm]であり、バッフル板16の間に形成された開口領域17の開口幅(図3のX方向の幅)は237[mm]である。CFD解析のソフトウェアは、ANSYS社のFLUENT(登録商標)を用いた。
(比較例1-1)ガス供給ノズル14及びバッフル板16が設けられていないガス混合容器11を用い、実施例1と同様のシミュレーションを行った。ガス混合容器11の直径及び容積は実施例1と同様である。
(比較例1-2)図10に示すように、BOGの供給を行う第1の供給管61と、都市ガスの供給を行う第2の供給管62との間で燃料ガスの切り替えが行われる直管63について、燃料ガスの切り替えが実施されたときの直管63の出口の燃料ガスに関し、実施例1と同様のシミュレーションを行った。直管63の容積は0.042[m3]である
経時的な性状変化が最大となる例として、第1の気体が収容された種々の空間に対し、第2の気体を供給したときの性状変化などをCFD(Computational Fluid Dynamics)により解析した。
A.シミュレーション条件
(実施例1)図1~図3を用いて説明したガス調整装置(流体調整装置)1について、第1の気体であるBOG(熱量(低発熱量、以下同じ):29.8MJ/Nm3)が収容された状態を初期状態として、ガス供給配管12から第2の気体である都市ガス(熱量:40.5MJ/Nm3)を3,287[Nm3/h]で供給したときのガス抜出配管13から抜き出される燃料ガス中の都市ガス濃度(モル分率)、発熱量[MJ/Nm3]、単位時間当たりの熱量変動量[MJ/Nm3/min]の経時変化を求めた。ガス混合容器11の直径は3[m]、容積は約65[m3]、ガス供給ノズル14は150A(外径165.2[mm])配管を用い、各ガス吐出部15におけるガス供給孔151の孔径はφ15[mm]であり、バッフル板16の間に形成された開口領域17の開口幅(図3のX方向の幅)は237[mm]である。CFD解析のソフトウェアは、ANSYS社のFLUENT(登録商標)を用いた。
(比較例1-1)ガス供給ノズル14及びバッフル板16が設けられていないガス混合容器11を用い、実施例1と同様のシミュレーションを行った。ガス混合容器11の直径及び容積は実施例1と同様である。
(比較例1-2)図10に示すように、BOGの供給を行う第1の供給管61と、都市ガスの供給を行う第2の供給管62との間で燃料ガスの切り替えが行われる直管63について、燃料ガスの切り替えが実施されたときの直管63の出口の燃料ガスに関し、実施例1と同様のシミュレーションを行った。直管63の容積は0.042[m3]である
B.シミュレーション結果
実施例1及び比較例1-1に係る燃料ガス中の都市ガスの濃度変化及び発熱量の経時変化を図11に示し、比較例1-2に係る同様の結果を図12に示す。図11、図12の横軸は都市ガスの供給を開始してからの経過時間を示し、左側の縦軸は都市ガスの濃度(モル分率[-])を示している。また、右側の縦軸は、出口位置における燃料ガスの発熱量(低発熱量[MJ/Nm3])を示している。
実施例1及び比較例1-1に係る燃料ガス中の都市ガスの濃度変化及び発熱量の経時変化を図11に示し、比較例1-2に係る同様の結果を図12に示す。図11、図12の横軸は都市ガスの供給を開始してからの経過時間を示し、左側の縦軸は都市ガスの濃度(モル分率[-])を示している。また、右側の縦軸は、出口位置における燃料ガスの発熱量(低発熱量[MJ/Nm3])を示している。
さらに、実施例1及び比較例1-1に係る単位時間当たりの熱量変動量の経時変化を図13に示し、比較例1-2に係る同様の結果を図14に示す。図13、図14の横軸は都市ガスの供給を開始してからの経過時間を示し、縦軸は単位時間当たりの熱量変動量[MJ/Nm3/min]を示している。
図11に示すように、実施例1及び比較例1-1は、約15分かけて出口側の燃料ガス中の都市ガスのモル分率が9割近くに上昇し、このモル分率変化に伴って燃料ガスの熱量も徐々に上昇した。このとき、都市ガスのモル分率や熱量の変化の様子を比較すると、比較例1に比べて実施例1の方がこれらの値がゆっくりと変化している。一方、比較例1-2においては、0.01分(0.6秒)未満の極めて短い時間で出口側の燃料ガスがBOGから都市ガスに切り替わった(図12)。
また、図13、図14に示す単位時間当たりの熱量変動量の経時変化によると、実施例1では、単位時間当たりの熱量変動量を、1.0[MJ/Nm3/min]以下に抑制することができた。ガスエンジン5には、前記熱量変動量を1.0[MJ/Nm3/min]以下に抑えることが求められる機種があり、実施例1に係るガス調整装置1はこの要件を満たしている。一方、比較例1-1はこの値が目標値を上回ってしまった。また、比較例1-2においては、単位時間当たりの熱量変動量が目標値の数千倍にまで上昇してしまっている。
(シミュレーション2)
バッフル板16の設置が単位時間当たりの熱量変動量に与える影響についてCFD解析を行った。
A.シミュレーション条件
(比較例2-1)実施例1のガス調整装置1において、バッフル板16を設けない場合について実施例1と同様のシミュレーションを行い、単位時間当たりの熱量変動量の最大値を求めた。
バッフル板16の設置が単位時間当たりの熱量変動量に与える影響についてCFD解析を行った。
A.シミュレーション条件
(比較例2-1)実施例1のガス調整装置1において、バッフル板16を設けない場合について実施例1と同様のシミュレーションを行い、単位時間当たりの熱量変動量の最大値を求めた。
B.シミュレーション結果
図13に実線で示した実施例1において、単位時間当たりの熱量変動量の最大値は、0.97[MJ/Nm3/min]であった。これに対してバッフル板16を備えない比較例2-1の場合には、この値が1.68[MJ/Nm3/min]と約70%以上も上昇した。従ってバッフル板16を設けることで熱量の変動(性状変動)を抑制する作用が得られることを確認できた。
図13に実線で示した実施例1において、単位時間当たりの熱量変動量の最大値は、0.97[MJ/Nm3/min]であった。これに対してバッフル板16を備えない比較例2-1の場合には、この値が1.68[MJ/Nm3/min]と約70%以上も上昇した。従ってバッフル板16を設けることで熱量の変動(性状変動)を抑制する作用が得られることを確認できた。
(シミュレーション3)
液体燃料の切り替えについて、実施例1、比較例1-2と同様のシミュレーションを行った。
A.シミュレーション条件
(実施例3)図1~図3を用いて説明した流体調整装置を液体調整装置1として利用し、化石燃料である軽油(熱量43.1MJ/kg)が収容された状態を初期状態として、液体供給配管12からバイオディーゼル燃料であるパーム油(熱量:36.8MJ/kg)を4.1[m3/h]で供給したときの液体抜出配管13から抜き出される液体燃料中のパーム油濃度(質量分率)、単位時間当たりの熱量変動量[MJ/kg/min]の経時変化をシミュレーションにより求めた。ここで、パーム油の供給流量は、実施例1における都市ガスと供給熱量(40.5[MJ/Nm3]×3,287[Nm3/h]≒133[GJ/h]))が揃うように流量設定を行った。液体調整装置1の構成は、実施例1のガス調整装置1と同様である。
(比較例3)図10の第1の供給管61から軽油の供給が行われていた直管63に対し、第2の供給管62から実施例3と同様の供給流量でパーム油の供給を行った点以外は、比較例1-2と同様のシミュレーションを行った。
液体燃料の切り替えについて、実施例1、比較例1-2と同様のシミュレーションを行った。
A.シミュレーション条件
(実施例3)図1~図3を用いて説明した流体調整装置を液体調整装置1として利用し、化石燃料である軽油(熱量43.1MJ/kg)が収容された状態を初期状態として、液体供給配管12からバイオディーゼル燃料であるパーム油(熱量:36.8MJ/kg)を4.1[m3/h]で供給したときの液体抜出配管13から抜き出される液体燃料中のパーム油濃度(質量分率)、単位時間当たりの熱量変動量[MJ/kg/min]の経時変化をシミュレーションにより求めた。ここで、パーム油の供給流量は、実施例1における都市ガスと供給熱量(40.5[MJ/Nm3]×3,287[Nm3/h]≒133[GJ/h]))が揃うように流量設定を行った。液体調整装置1の構成は、実施例1のガス調整装置1と同様である。
(比較例3)図10の第1の供給管61から軽油の供給が行われていた直管63に対し、第2の供給管62から実施例3と同様の供給流量でパーム油の供給を行った点以外は、比較例1-2と同様のシミュレーションを行った。
B.シミュレーション結果
実施例3に係る液体燃料中のパーム油の濃度変化を図15に示し、比較例3に係る同様の結果を図16に示す。図15、図16の横軸はパーム油の供給を開始してからの経過時間を示し、縦軸はパーム油の濃度(質量分率[-])を示している。
さらに、実施例3に係る単位時間当たりの熱量変動量の経時変化を図17に示し、比較例3に係る同様の結果を図18に示す。図17、図18の横軸はパーム油の供給を開始してからの経過時間を示し、縦軸は単位時間当たりの熱量変動量[MJ/kg/min]を示している。
実施例3に係る液体燃料中のパーム油の濃度変化を図15に示し、比較例3に係る同様の結果を図16に示す。図15、図16の横軸はパーム油の供給を開始してからの経過時間を示し、縦軸はパーム油の濃度(質量分率[-])を示している。
さらに、実施例3に係る単位時間当たりの熱量変動量の経時変化を図17に示し、比較例3に係る同様の結果を図18に示す。図17、図18の横軸はパーム油の供給を開始してからの経過時間を示し、縦軸は単位時間当たりの熱量変動量[MJ/kg/min]を示している。
図15に示す結果によると、実施例3は、約15分かけて出口側の液体燃料中のパーム油のモル分率が9割以上に上昇した。一方、比較例3においては、0.009分(0.5秒)未満の極めて短い時間で出口側の液体燃料が軽油からパーム油に切り替わった(図16)。
また、図17、図18に示す単位時間当たりの熱量変動量の経時変化によると、実施例3では、単位時間当たりの熱量変動量を、1.0[MJ/kg/min]以下に抑制することができた。ディーゼルエンジンにおいても、熱量変動量は1.0[MJ/kg/min]以下に抑えることが好ましい場合があり(好適値)、実施例3に係る液体調整装置1はこのようなディーゼルエンジンに好適である。一方、比較例3においては、単位時間当たりの熱量変動量が好適値の数千倍にまで上昇してしまっている。
1、1a 流体調整装置(ガス調整装置、液体調整装置)
11 流体混合容器(ガス混合容器、液体混合容器)
12 流体供給配管(ガス供給配管、液体供給配管)
13 流体抜出配管(ガス抜出配管、液体抜出配管)
14 流体供給ノズル(ガス供給ノズル、液体供給ノズル)
15 流体吐出部(ガス吐出部、液体吐出部)
151 流体供給孔(ガス供給孔、液体供給孔)
16、16a
バッフル板
161 堰状突起部
17 開口領域
172 開口部
18 排液管
19 支柱部
11 流体混合容器(ガス混合容器、液体混合容器)
12 流体供給配管(ガス供給配管、液体供給配管)
13 流体抜出配管(ガス抜出配管、液体抜出配管)
14 流体供給ノズル(ガス供給ノズル、液体供給ノズル)
15 流体吐出部(ガス吐出部、液体吐出部)
151 流体供給孔(ガス供給孔、液体供給孔)
16、16a
バッフル板
161 堰状突起部
17 開口領域
172 開口部
18 排液管
19 支柱部
Claims (12)
- 経時的に性状が変化する気体の混合状態、または液体の混合状態を調整し、単位時間当たりの性状変動量を抑制する流体調整装置において、
端面と側壁面とにより構成される筒状の流体混合容器と、
前記流体混合容器に対し、気体または液体である流体を供給するためのただ1つの流体供給源である流体供給配管と、
前記流体供給配管に接続され、前記流体混合容器の一方の端面側から、この流体混合容器の軸方向に沿って延在するように当該流体混合容器内に設けられ、流体供給孔が形成された領域である複数の流体吐出部が、前記延在方向に沿って離散的に配置された細長い筒状の流体供給ノズルと、
前記一方の端面と対向する他方の端面側から、前記流体混合容器内の流体を抜き出すための流体抜出配管と、
前記流体供給ノズルの最先端部側の流体吐出部の配置位置と、前記流体混合容器内から流体抜出配管への流体の抜出位置との間に配置され、前記流体混合容器の内周面に沿って流れる流体の流れと交差する方向に向けて、当該流体混合容器の横断面の一部を遮るように設けられたバッフル板と、を備えていることを特徴とする流体調整装置。 - 前記複数の流体吐出部は、各々、前記流体供給ノズルの周方向に沿って複数の流体供給孔が形成されると共に、前記流体供給ノズルの基端部側から先端部側へ向けて、隣り合う流体吐出部同士の間隔が次第に大きくなるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の流体調整装置。
- 前記流体混合容器の横断面を見たとき、前記バッフル板が設けられた領域と、バッフル板が設けられていない領域とが前記横断面の周方向に沿って交互に配置されるように、複数枚のバッフル板が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の流体調整装置。
- 前記バッフル板は、前記流体供給ノズルの最先端部側の流体吐出部の配置位置と、前記流体混合容器内から流体抜出配管への流体の抜出位置との間に1段だけ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の流体調整装置。
- 前記バッフル板の端部には、当該バッフル板によって遮られた後、このバッフル板の板面に沿って流れる流体を堰き止める方向へ突出するように形成された堰状突起部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の流体調整装置。
- 前記流体は気体であり、当該気体にはミストが含まれていることと、
前記流体混合容器は、前記流体供給ノズルの基端部側が先端部側よりも上方に位置するように、前記軸方向を重力方向に向けて配置されていることと、
前記バッフル板は、前記流体混合容器の内周面側から堰状突起部側に向けて板面の高さ位置が次第に低くなるように形成されると共に、前記堰状突起部には前記ミストがバッフル板に衝突して捕集された液体を下方側へ排出するための開口部が形成されていることと、
前記流体混合容器の底部である前記他方の端面には、前記開口部を介して落下した液体を排出するための排液管が接続され、前記流体抜出配管は、前記排液管の接続位置とバッフル板との間の高さ位置から気体を抜き出すように設けられていることと、を特徴とする請求項5に記載の流体調整装置。 - 前記流体は経時的に発熱量が変化する燃料ガスであり、前記流体抜出配管の下流側には、前記燃料ガスを燃料とする内燃機関が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の流体調整装置。
- 前記燃料ガスは、液化天然ガスを貯蔵する貯蔵タンク内で発生したボイルオフガスであることを特徴とする請求項7に記載の流体調整装置。
- 前記流体抜出配管から抜き出される燃料ガスの単位時間当たりの発熱量の変化が1.0[MJ/Nm3/min]以下であることを特徴とする請求項7に記載の流体調整装置。
- 前記流体は経時的に発熱量が変化する液体燃料であり、前記流体抜出配管の下流側には、前記液体燃料を燃料とする内燃機関が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の流体調整装置。
- 前記液体燃料は、バイオディーゼル燃料、またはバイオアルコール燃料を含むことを特徴とする請求項10に記載の流体調整装置。
- 前記流体抜出配管から抜き出される液体燃料の単位時間当たりの発熱量の変化が1.0[MJ/kg/min]以下であることを特徴とする請求項10に記載の流体調整装置。
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