JPH038352Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案は極低温媒体の供給装置に係り、特に海
水淡水化目的で極低温のLNG（液化天然ガス）を
海水に供給する場合等の装置の改良に関する。

〔背景技術〕

LNGは極低温（−161.5℃）で輸入され海水と
の熱交換により気化されて使用されている。
LNG冷熱利用海水淡水化ではLNGの気化熱で海
水中に氷を晶析させこれを海水から分離、洗浄、
融解させて淡水を生産する技術が既に知られ、そ
のための装置として種々の方式のものが提案され
ている。このうち、LNGと海水との熱交換を直
接に行う方式のものとしては海水収容缶中の気相
部に即ち海水面上からLNGを散布するものと、
液相部即ち海水中に直にLNGを注入するものと
に大別される。

第３図はこれら装置の後者によるものでLNG
供給装置ＡがLNG冷熱利用海水淡水化用の結晶
缶１に適用された一例の全体構成を示す図面であ
つて、第３図において、LNGを海水へ供給する
ため収容缶としての結晶缶１内には被冷却液とし
ての海水２が収容され、結晶缶１の缶底には極低
温媒体としてのLNGの供給装置Ａが設けられこ
の装置により海水２中にLNGを噴出注入し海水
を噴流と気化した気泡で撹拌しながら熱交換する
ようになつている。

また、結晶缶１内の気相部よりミストセパレー
タ３を介して非極低温流体導入管としての天然ガ
ス還流管４に天然ガスを導き圧縮機５を経由して
加圧し、別に第４図に拡大して示すLNG供給装
置Ａの天然ガス流路６に供給するようになつてい
る。

かつLNG供給装置Ａにおいて、海水２中に
LNGを噴出注入するノズル１１先端部付近の概
要の構造としては、ノズル１１の先端部を前記天
然ガス（非極低温媒体）、即ち緩衝ガスの流路６
に連通する天然ガス噴出口７が囲繞し、ノズル１
１より噴出されるLNG噴流を中心に、緩衝ガス
の噴流が取り巻いたままの形、即ち“芯・鞘”状
で海水２中に両流体が同時に噴出するようになつ
ている。

このような極低温媒体と緩衝ガスである天然ガ
スの芯・鞘状の噴出形態により、噴出口８直近に
おけるLNGと海水とは天然ガス流で保護されて
いるため直接接触が阻止されるので、界面ブロツ
ク（氷ブロツク）の発生を防止し、続いて噴出口
８を離れたあとは撹拌接触により海水にLNGの
冷熱を有効に吸収させるようにしている。

なお、第３図において、結晶缶１内の海水２は
LNGにより冷却されて晶析が起り微細な氷結晶
粒が浮遊するスラリーとなり、スラリー導出管９
を経て図示しない洗浄・融解槽へ移送されるよう
になつている。一方、LNGは海水２から熱を奪
つて気化したのち気相連通管１０から図示しない
ガス加熱器へ流入するようになつている。また海
水の補給は海水注入管２４による。

〔解決すべき問題点〕

以上の例により説明した結晶缶の缶底にLNG
供給装置Ａを設けて海水中にLNGを注入する方
式の装置において、従来のLNG供給装置Ａの要
部構造は第４図のごとくであるが、LNGノズル
１１の先端部と天然ガス流出口７を構成する出口
プレート１２の軸心とを精確に同心に組み付け、
かつ装置の運転中も常に同心に保持することは容
易でなく、したがつて天然ガス流出口７の間隙が
不均等となり易く、天然ガスが偏流しこれにより
ノズル先端部付近に界面ブロツクが発生したり、
また噴流によるノズル振動を生ずるという問題点
があつた。

〔考案の目的〕

本考案はこのような点を解決するためになされ
たものであつて、極低温媒体、特にLNGの供給
装置において極低温媒体を噴出するノズルと該ノ
ズルの先端部を囲繞する非極低温流体、即ち天然
ガスからなる緩衝ガスの流出口とのセンタリング
を容易にし、かつ確実に保持し、更に、ノズル振
動の発生を防止できる装置を提供することを目的
とする。

前記目的を達成するための本考案に係る極低温
媒体の供給装置は、収容缶１中に収容された被冷
却液２中に、極低温媒体（LNG）の周囲を緩衝
ガス（天然ガス）で芯・鞘状に包囲しながら噴出
する装置であつて、前記被冷却液２に接するよう
に固定された噴出口８を有する出口プレート１２
と、該出口プレート１２に一端が当接し、側部に
緩衝ガスの還流管４を固定したノズル取付管１３
と、該ノズル取付管１３中に嵌入されるノズル本
体１３ａとからなり、該ノズル本体１３ａは、そ
の一端に設けられ、前記ノズル取付管１３との間
に環状の間隙をあけて形成されたノズル１１と、
該ノズル１１に隣接し、前記還流管４の開口より
前方に位置し、前記ノズル取付管１３の内周面に
嵌合され、かつ緩衝ガスの流通穴１５を有するつ
ば１６と、該つば１６に隣接し、前記還流管４よ
り供給された緩衝ガスを前記つば１６の前部に供
給するための環状の流路６とから構成されてい
る。

〔実施例〕

本考案はこのような目的から検討し極低温媒体
の供給装置の改良を行つた一つの結果であつて、
以下、実施例を示す図面に基づき構成ならびに作
用について説明する。

第１図は前述の第３図中のLNG供給装置Ａの
本考案に係る改良後の一実施例の拡大縦断面図、
第２図は第１図のノズル部Ｋ−Ｋ横断面図、なお
第４図は第１図のノズル部分と比較するために示
した従来の改良前の供給装置Ａの要部縦断面図で
ある。

先ず、構成については、第１図に示すように被
冷却液としての海水を収容する収容缶としての結
晶缶１の缶底に缶内外を連通するノズル取付管１
３が取り付けられ、ノズル取付管１３の側面には
非極低温流体としての天然ガスの還流管４が取り
付けられ、缶外側の端部には支持フランジ１４が
設けられている。またノズル取付管１３の缶内側
の端部には中央部に噴出口８を有する出口プレー
ト１２がノズル取付管１３の軸心と同心に嵌め込
まれ、複数個の止ねじで着脱可能に取り付けられ
ている。かつ、第２図に示すような複数個（本例
では８個）の天然ガス流通穴１５を配設したつば
１６を設けたノズル１１がノズル取付管１３内に
挿設されている。

一端にノズル１１を有するノズル本体１１ａの
軸心には極低温媒体としてのLNGの流通穴１７
を有し、缶外側の端部にはノズルフランジ１８が
設けられており、このノズル本体１１ａはLNG
導入管１９に取付けられた固定フランジ２０と前
記支持フランジ１４との間にノズルフランジ１８
を挾持され、複数個の締付ボルト２１で締着され
ている。

より詳細には、第１図においてノズル１１に隣
接し、直交して設けられたつば１６がノズル取付
管１３の内壁に密接して挿入されている。そして
前記出口プレート１２には環状に突出部が形成さ
れ、この突出部を前記ノズル取付管１３の端面に
嵌合して固定されているので、ノズル１１の先端
部と出口プレート１２の軸心は常に確実に一致し
た対偶となつている。また、この出口プレート１
２やノズル１１の材質はテトラフルオロエチレン
樹脂（商品名テフロン）であることがこの部分の
凍結を防止する上で好ましい。

なお、第４図は比較のために示した従来の供給
装置の要部構成であつて、ノズル部には本考案の
ようなつばが設けられていない。

次に本考案による作用を説明する。

第１図において、LNG供給装置ＡのLNG導入
管１９より供給された極低温媒体であるLNGは
LNG流通穴１７を経てノズル口２２より結晶缶
１内の海水、即ち被冷却液へ向けて噴出する。一
方、天然ガス還流管４より還流する天然ガス、即
ち緩衝ガスは天然ガス流路６に入り、つば１６に
分散して配設された天然ガス流通穴１５を経て天
然ガス流出口７より勢いを得た環状の噴流となつ
て、ノズル口２２より噴出するLNGの周囲を包
囲しながら噴出口８より海水中へ噴出する。この
とき、天然ガス流出口７から流出する天然ガスは
ノズル２２から出るLNG噴流を囲繞して芯・鞘
状で噴出口８から噴出するので、LNGと海水と
の直接接触を遮断させることによりノズル口２２
ならびに噴出口８付近における界面ブロツクの発
生を阻止することができる。

この際において、特にノズル１１に隣接して設
けたつば１６がノズル取付管１３の内壁に密接し
てノズル本体１１ａを支持しているものであるた
め、常にノズル１１の先端部のセンタリングが確
実に保持され、これにより天然ガス還流管４から
流入する緩衝ガスである天然ガス熱の片当りに起
因するノズルの曲り変形や、高速噴流ならびに噴
出口８近傍におけるガス気泡等によるノズル振動
の発生を抑止する。

また、第２図のようにつば１６に配設したガス
流通穴１５により天然ガスの噴流速度はガス流出
口７の全周にわたり均等化されてノズル１１の周
囲に環状に形成された流出口７に流入するので、
ガス還流管４からの流入量が増加しても偏流しに
くく、ノズル口２２からのLNG噴流に対する前
記芯・鞘状の囲繞効果を良好に保持する。

なお、支持フランジ１４とノズルフランジ１８
との間のシム調整等により出口プレート１２とノ
ズル１１先端部との隙間寸法を調節することによ
り、天然ガス流出口７の絞りを任意に設定可能で
ある。

また、非極低温流体としては天然ガスを環流さ
せて用いる方式に限らず、運転上のバランスの条
件によつては例えば加熱水等の流体を別に設ける
第３図の管路２３のような管系から供給して用い
てもよい。

〔考案の効果〕

本考案に係る極低温媒体の供給装置は、収容缶
中に収容された被冷却液中に、極低温媒体の周囲
を緩衝ガスで芯・鞘状に包囲しながら噴出する装
置であつて、前記被冷却液に接するように固定さ
れた噴出口を有する出口プレートと、該出口プレ
ートに一端が当接し、側部に緩衝ガスの還流管を
固定したノズル取付管と、該ノズル取付管中に嵌
入されるノズル本体とからなり、該ノズル本体
は、その一端に設けられ、前記ノズル取付管との
間に環状の間隙をあけて形成されたノズルと、該
ノズルに隣接し、前記還流管より前方に位置し、
前記ノズル取付管の内周面に嵌合され、かつ緩衝
ガスの流通穴を有するつばと、該つばに隣接し、
前記還流管より供給された緩衝ガスを前記つばの
前部に供給するための環状の流路とから構成され
ている。

従つてノズルは、これに隣接し、緩衝ガスの還
流管の開口部より前方に配置されたつばによつて
支持されているので、収容缶に臨んで設けられた
出口プレートの噴出口との間のセンタリングが容
易、かつ確実に行うことができる。更に、運転中
のノズルの偏心や噴流による振動等の発生を防止
することができる。

また、つばには多数の緩衝ガスの流通穴が明け
られ、出口プレートとノズルとの間には、このノ
ズルを囲んで環状に緩衝ガスの流出口が形成され
ているので、この緩衝ガスは流出口に均等に分散
され、そして極低温媒体であるLNGを芯・鞘状
に包囲して被冷却液の収容缶の液相中に噴出する
ので、ノズル先端部付近に界面ブロツクが発生し
たり、噴流によるノズル振動が発生しないため
に、装置全体の運転性能の改善や信頼性の向上と
共に、一段と冷熱利用効率を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例を示す
図面であつて第１図はLNG供給装置の要部構成
の縦断面図、第２図は第１図のノズル部Ｋ−Ｋ横
断面図、次に第３図はLNG供給装置を海水淡水
化用の結晶缶に適用した例の全体構成説明図、第
４図は従来の装置の要部縦断面図である。 Ａ……LNG供給装置、１……結晶缶、２……
海水、４……天然ガス環流管、５……圧縮機、６
……天然ガス流路、７……天然ガス流出口、８…
…噴出口、９……スラリー導出管、１０……気相
連通管、１１……ノズル、１２……出口プレー
ト、１３……ノズル取付管、１５……天然ガス流
通穴、１６……つば、１７……LNG流通穴、１
９……LNG導入管、２２……ノズル口、２４…
…海水注入管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 収容缶中に収容された被冷却液中に、極低温媒
   体の周囲を緩衝ガスで芯・鞘状に包囲しながら噴
   出する装置であつて、前記被冷却液に接するよう
   に固定された噴出口を有する出口プレートと、該
   出口プレートに一端が当接し、側部に緩衝ガスの
   還流管を固定したノズル取付管と、該ノズル取付
   管中に嵌入されるノズル本体とからなり、該ノズ
   ル本体は、その一端に設けられ、前記ノズル取付
   管との間に環状の間隙をあけて形成されたノズル
   と、該ノズルに隣接し、前記還流管より前方に位
   置し、前記ノズル取付管の内周面に嵌合され、か
   つ緩衝ガスの流通穴を有するつばと、該つばに隣
   接し、前記還流管より供給された緩衝ガスを前記
   つばの前部に供給するための環状の流路とからな
   る極低温媒体の供給装置。