JPH04131596A - 空温・温水兼用型ｌｐｇエアーガス製造プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の１ 本発明は、液化プロパンガス、液化ブタンガスなどの液
化石油ガス（ＬＰＧ）を気化するための気化装置に関す
るものであり、特に、寒冷地又は厳寒期においても使用
可能な空温・温水兼用型気化装置に関するものであり、
液化プロパンガス、或は液化ブタンガスからそれぞれプ
ロパンエアーガス或はブタンエアーガスを製造するのに
好適に使用し得るものである。

皿上Ｊとｌ１ 本出願人は、特開昭６１−１８００９９号公報にて開示
されるように、液化プロパンガスを空温式強制気化器に
て気化し、エアーと混合することによって１３Ａプロパ
ンエアーガスを製造するプラントを提案した。

この１３Ａプロパンエアーガス製造プラントに使用され
る空温式強制気化器は、その熱交換部の材質が、液体酸
素或は液体窒素と同様の伝熱効率の高いアルミニウム製
のフィン付き伝熱チューブ（総括伝熱係数：２５．３ｋ
ｇ／ｒｒｌ’−ｈｒ・’ｃ）にて作製され、一方、該気
化器に流入する液化プロパンガスは、該気化器の液入口
部にて減圧することにより液化プロパンガスの沸点を降
下させ、即ち、ＩＫｇ／ｃイ・Ｇの場合約−２７℃とし
、大気温度と温度差を作り、フィン付き伝熱チューブに
てガス化させる構造となっている。

このように、空温式強制気化器は、大気温度を熱源とし
、大気温度と液化プロパンガスの液温との温度差により
液化プロパンガスを蒸発させる構造とされるために、こ
の１３Ａプロパンエアーガス製造プラントは、蒸発用熱
源設備のためのイニシャルコスト及び設備のランニング
コストがゼロであり、それによって極めて安価に都市ガ
スを製造供給し得るという特徴を有している。

が　　しよ　とする しかしながら、本出願人による前記１３Ａプロパンエア
ーガス製造プラントでは、空温式強制気化器の設計能力
は、設備のイニシャルコストなどを考慮して、大気温度
−８℃以上、曇り、無風状態で４時間連続運転を標準と
しており、従って、寒冷地又は厳寒期における使用が困
難となるか。

或は場合によっては不可能となることがある。

例えば、日本で例をとるなら関東以南であれば、上記設
計仕様の空温式強制気化器で十分対応可能であるが、そ
の他の地区では冬期に於ける気化能力の低下を来すこと
になる。本出願人の実験研究の結果によると、関東北部
が北限となる。

又、例え関東以南であっても、プラントの連続運転を続
けると気化器への着霜が激しいため、切替のための予備
の空温式強制気化器が必要となり、イニシャルコストが
割高となる。

又、寒冷地又は厳寒期対策として別途に温水式ペーパー
ライザーを設置した場合には、更にイニシャルコストが
大となる。

更に、我国においては、都市ガス製造プラントとして、
液化ブタンガスを原料としてブタンエアーガスを製造す
ることも試みられている。

該ブタンエアーガスプラントに使用される液化ブタンは
沸点が高く、即ち、ＩＫｇ／ｃｒｎ’・Ｇの場合約１５
℃であり、電気、温水或はスチームなどを熱源とした気
化器にて気化することが必要とされ、上述したような１
３Ａプロパンエアーガス製造プラントにて使用されるよ
うな従来の空温式強制気化器の使用は不可能であった。

本発明の主たる目的は、一般には夏期には空温式、冬期
は温水式にといったように、気候条件等により切替運転
が可能であり、又、寒冷地或は厳寒期においても好適に
ＬＰＧの気化をなすことのできる空温・温水兼用型気化
装置を提供することである。

本発明の他の目的は、気化能力及び蒸発能力の増大を図
ると共に、連続運転などにより生じた装置への着霜を効
率よく除去することができ、切替用の予備気化器を必要
とすることのない空温・温水兼用型気化装置を提供する
ことである。

本発明の更に他の目的は、１３Ａプロパンエアーガス製
造プラントにて使用し得るのみならず、ブタンエアーガ
ス製造プラントにても使用し得るような空温・温水兼用
型気化装置を提供することである。

な　　　るための 上記諸目的は本発明に係る空温・温水兼用型気化装置に
て達成される。要約すれば本発明は、供給側マニホルド
と、排出側マニホルドと、一端が前記供給側マニホルド
に、又他端が前記排出側マニホルドに連結された複数の
伝熱チューブとを有し、前記供給側マニホルドは、前記
各伝熱チューブの一端に接続された液化石油ガス管と、
前記液化石油ガス管の外側を囲包して配設されたジャケ
ット管との二重管構造とされ、前記液化石油ガス管には
液化石油ガスが供給され、そして前記ジャケット管には
温水が供給されることを特徴とする空温・温水兼用型気
化装置である。好ましくは、前記液化石油ガス管には環
状のバッフルプレートが設けられ、又、前記温水は、不
凍液が混合された水とされる。

１星上 次に、本発明に係る空温・温水兼用型気化装置を図面に
則して更に詳しく説明する。

第１図に本発明に係る空温・温水兼用型気化装置の一実
施例が図示される。本実施例によると、空温・温水兼用
型気化器ｌは、供給側マニホルド２と排出側マニホルド
４とを有し、該供給側マニホルド２と排出側マニホルド
４との間には伝熱チューブ６が多数連結される。更に、
該伝熱チューブ６の伝熱（吸熱）効果を向上せしめるた
めに、該伝熱チューブ６のまわりに伝熱フィン８が配設
される。

更に、本発明によれば、第２図及び第３図をも参照する
とより良く理解されるように、供給側マニホルド２は、
各伝熱チューブ６に連通した液化石油ガス管（以降ｒＬ
ＰＧ管ｊという。）２１と、該ＬＰＧ管２１の外側を囲
包して配設されたジャケット管２２との二重管構造とさ
れる。

ＬＰＧ管２１は、その一端２３はジャケット管２２より
突８し、ＬＰＧ貯蔵タンク（図示せず）に接続されてい
るが、他端２４は密封され、ジャケット管２２内に位置
している。又、ＬＰＧ管２１は、上述したように、ジャ
ケット管２２内にて上記伝熱チューブ６の入口端に接続
されており、従って、ＬＰＧ管２管内１内送給されたＬ
ＰＧは伝熱チューブ６内へと流入し、次いで伝熱チュー
ブ６の他端が接続された排圧側マニホルド４へと流動す
る。

外側のジャケット管２２には、一端に入口２５が形成さ
れ、他端には圧口２６が設けられる。入口２５はポンプ
Ｐを備えた供給管路り、を介して温水供給源３０の温水
貯槽３１に連結され、又、出口２６は、戻し管路Ｌ２を
介して温水供給源３０に還流される。従って、温水貯槽
３１からの温水は、供給管路Ｌ１を介してポンプＰによ
りジャケット管２２の入口２５に供給され、次いで、ジ
ャケット管２２内を、ＬＰＧ管２管内１内るＬＰＧと熱
交換しながら８０２６へと流動し、戻し管路Ｌ２を経由
して温水貯槽へと戻される。

又、ジャケット管２２の外周囲には、環状にバッフルプ
レート２７が適当箇所に設けられるのが好ましい。一般
に、ジャケット管２２内を流れる温水は、ＬＰＧ管２１
の外表面に接するところでは摩擦抵抗のため、静止水に
近い状態になり、熱伝導率を低下させることになる。こ
れは管内を流れる温水が層流となっているために生じる
もので、乱流にさせることによってそれを防止すること
ができる。乱流を生じさせるには管内を流動する温水の
速度を臨界速度以上にすることが必要であるが、そのた
めには相当大きな動力を必要とすることと、又、温水の
管内滞留時間が短くなることにより熱交換効率が低下す
ることとなる。

これに対して、本発明によれば、上記バッフルプレート
２７を設けることにより、流速を上げることなく管内に
乱流を生ぜしめ、熱伝導効率を上げることが可能である
。

本実施例にて、温水供給源３０の温水貯槽３１は、貯湯
式温水ボイラーとされ、ボイラーの如き加熱源（図示せ
ず）が付設されている。従って、ジャケット管２２から
、戻し管路Ｌ２を介して温水貯槽３１へと還流される温
水は、例えば戻し管路Ｌ２の適所に配設されたサーミス
タのような温度検知手段３２にて温水の温度が検温され
、予め運転者が設定した温度との差異により、ボイラー
の燃焼がコントロールされ、所定温度の温水が、例えば
６０℃〜８０℃程度の温水が常にジャケット管２２内へ
と供給される。ジャケット管２２内への温水の供給量は
、所望される空温・温水兼用型気化装置の気化能力によ
り種々に選択されるであろう。

又、温水供給源３０は、温水貯槽３１内の温水の水位を
常に一定に保持するべ（、レベル発振器のようなレベル
検知器３３が設けられており、該レベル検知器３３の信
号により給水ラインＬ、のバルブ、即ち、空気式アクチ
ュエーターバルブ３４を制御し、給水ラインＬ、を介し
て温水貯槽３１に給水される量を調整する。

本発明にて、温水として使用される液体は、通常の水で
あっても良いが、水に不凍液を混入した不凍液混合水が
好ましい。それは次の理白による。

つまり、例えば、液化プロパンガスを原料ＬＰＧとして
使用した場合には、空温・温水兼用型気化装置１のＬＰ
Ｇ管２管上１一４２℃に近い低温の液化プロパンガスが
流動することとなる。従って、例えジャケット管２２に
、例えば６０℃〜８０℃程度の温水が、流量０．２〜Ｏ
，ｌ！／分にて流入されたとしても、ＬＰＧ管２管上１
接した内側は、−４２℃に近いＬＰＧのために冷却され
、凍結の恐れがある。特に、ジャケット管２２内を流れ
る温水流体の中心からＬＰＧ管２管上１ずくに従い摩擦
抵抗のために流速は減少し、ＬＰＧ管２管上１表面では
ゼロ近（になり静止水の状態となる可能性があり、更に
冷却凍結の恐れが増すこととなる。従って、万一温水の
流入が停止した場合でも凍結しないようにするためには
、不凍液の混入が極めて好ましいか、場合によっては必
須となる。

不凍液としては主成分としてエチレングリコールな３０
〜６０％含有した市販の不凍液を使用することができ、
不凍液の量は、気化装置が使用される条件或は地域によ
り異なるが、通常、水：不凍液＝１０：２〜３とされる
であろう。

上記構成の本発明に係る空温・温水兼用型気化装置の作
用について次に説明する。

例えば、液化プロパンガスを原料とし、気化したプロパ
ンガスとエアーとをミキシングすることにより１３Ａプ
ロパンエアーガスを製造する１３Ａプロパンエアーガス
製造プラントで本発明の空温・温水兼用型気化装置１を
使用したとする。

例えば夏期におけるように、大気温度−８℃以上、曇り
、無風状態で４時間連続運転時には、空温・温水兼用型
気化装置１は、ジャケット管２２内に温水が循環される
ことはない。従って、空温・温水兼用型気化装置１は、
単に空温式気化装置として作用する。つまり、空温・温
水兼用型気化装置１に供給された液化プロパンガス（Ｌ
　Ｐ　Ｇ）は、供給側マニホルド２、即ち、ＬＰＧ管２
管上１伝熱チューブ６を介して排出側マニホルド４へと
流れる。この時、液化プロパンガスは伝熱チューブ６及
び伝熱フィン８の作用によって気化されプロパンガス（
Ｇ）となる。

一方、大気温度が一８℃より低（なるような厳寒期、或
は寒冷地において使用する場合には、温水供給源３０の
温水貯槽３１から、所定温度とされる温水りが循環ポン
プＰにより供給管路り、を介して供給側マニホルド２の
ジャケット管２２内へと圧送される。

液化プロパンガス（ＬＰＧ）は、供給側マニホルド２、
即ち、ＬＰＧ管２管上１送給されるが、供給側マニホル
ド２内にて、ジャケット管２２内を流動する温水と熱交
換を行い、それによって気化される。気化されたプロパ
ンガス（Ｇ）は伝熱チューブ６を介して排出側マニホル
ド４へと流れる。従って、一般には、伝熱チューブ６に
て液化プロパンガスが気化されることはないが、供給側
マニホルド２内にて気化されなかった液化プロパンガス
は伝熱チューブ６にて完全に気化される。

ジャケット管２２の出口から排出され、温水貯槽３１へ
と貫流される温水は、液化プロパンガスとの熱交換によ
り温度が低下されており、従つて、例えば戻し管路Ｌ２
の適所に配設された温度検知手段３２にて温水の温度が
検温される。該温度検知手段３２からの信号に基づいて
、温水貯槽３１は加熱制御され、温水貯槽３１から再度
ジャケット管２２へと送給される水は、所定の温度に加
熱されている。

又、温水貯槽３１内の温水が蒸発などによりその水位が
低下した場合には、レベル検知器３３にてその水位低下
を検知し、該レベル検知器３３の信号により給水ライン
Ｌ３のバルブ３４を制御し、給水ラインＬ３を介して温
水貯槽３１に所定量の水を供給する。

上記説明では、供給側マニホルド２の温水加熱は、大気
温度が一８℃より低くなるような厳寒期、或は寒冷地に
おいて使用する場合として説明したが、例えば、夏期に
おいて、伝熱チューブ６或は伝熱フィン８に着霜が生じ
た場合には、温水加熱を行なうことができ、これにより
斯る着霜が自動的に除去可能になり、着霜除去のために
切替用の予備気化器を必要とするようなことが回避され
る。

又、上記説明では、本発明の空温・温水兼用型気化装置
１を１３Ａプロパンエアーガス製造プラントで使用した
場合について説明したが、本発明の空温・温水兼用型気
化装置は、他のＬＰＧ、例えば液化ブタンの気化にも好
適に使用することができる。

つまり、ブタンエアーガスプラントに使用される液化ブ
タンは沸点が高く、即ち、ＩＫｇ／ｃｒｒＩ″・Ｇの場
合約１５℃であり、従来の空温式強制気化器の使用は不
可能であったが、本発明の空温・温水兼用型気化装置１
は好適に使用することができ、極めて効率よく液化ブタ
ンの気化を達成することが可能となった。

１１立激１ 本発明に係る空温・温水兼用型気化装置は上記の如くに
構成されるために、 （１）夏期は空温式、冬期は温水式にといったように、
気候条件等により切替運転が可能であり、又、寒冷地或
は厳寒期においても好適にＬＰＧの気化をなすことので
きる。

（２）温水加熱により、空温気化装置の気化能力及び蒸
発能力の増大させると共に、温水加熱により、伝熱チュ
ーブなどの着霜の除去が可能になり、切替用予備気化器
が不要になる。

（３）１３Ａプロパンエアーガス製造プラントにて好適
に使用し得るのみならず、従来の空温式強制気化器は使
用できなかったブタンエアーガス製造プラントにても使
用し得る。

といった種々の利益を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る空温・温水兼用型気化装置の一
実施例の概略構成図である。 第２図は、供給側マニホルドの斜視図である。 第３図は、供給側マニホルドの横断面図である。 ｌ：空温・温水兼用型気化装置 ２：供給側マニホルド ：排８側マニホルド ：伝熱チューブ ：伝熱フィン １：液化石油ガス管 ２；ジャケット管 ７：環状バッフルプレート ０：温水供給源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）供給側マニホルドと、排出側マニホルドと、一端が
   前記供給側マニホルドに、又他端が前記排出側マニホル
   ドに連結された複数の伝熱チューブとを有し、前記供給
   側マニホルドは、前記各伝熱チューブの一端に接続され
   た液化石油ガス管と、前記液化石油ガス管の外側を囲包
   して配設されたジャケット管との二重管構造とされ、前
   記液化石油ガス管には液化石油ガスが供給され、そして
   前記ジャケット管には温水が供給されることを特徴とす
   る空温・温水兼用型気化装置。 ２）前記液化石油ガス管には環状のバッフルプレートが
   設けられて成る請求項１記載の空温・温水兼用型気化装
   置。 ３）前記温水は、不凍液が混合された水である請求項１
   又は２記載の空温・温水兼用型気化装置。