JPH10279968A - 移動可能な天然ガス発生装置及び天然ガス供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 災害時に圧縮天然ガスのボンベからガスを取
り出し、供給する際に断熱膨張による温度低下により、
整圧器の減圧弁が凍結し、供給不能となる。 【解決手段】 装置全体を災害時に必要な箇所に持ち運
び、蓄ガス器ユニット１からガスを給湯設備ユニット２
に送る。ガスは給湯設備ユニット２内の加温器の温水に
より６５℃に加温され、減圧ユニット３に送られる。減
圧の前に断熱膨張によるガスの温度低下を上回る程度ま
で加温されるので、整圧器の減圧弁でガス内の水分は凍
結せず、口径の大きな減圧弁を使用できるので、供給量
は従来の倍の１００Ｎｍ³ ／Ｈ程度まで高められる。必
要に応じて、ガスに付臭を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、災害時において現地に
持ち運ばれたボンベ等のガス収納容器からガスを供給す
る、移動可能で簡易なガス発生装置及びそのための方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に都市ガスの供給はガス会社のタン
クから供給先まで導管でなされているが、それが地震、
火事等の災害で切断された場合には、持ち運び可能なボ
ンベからガスを需要先である家庭や、病院等へ供給する
仮の供給方式が行われている。

【０００３】このような移動式のガス供給設備では、原
料により３種類の方式がある。ＬＰＧ（プロパンガス）
と空気を混合し、所定のカロリにして供給する方式、通
常の都市ガスを圧縮した１５０Ｋｇ／ｃｍ² 〜２００Ｋ
ｇ／ｃｍ² のガスをボンベに収納して現地に持ち運び、
減圧して供給する方式、及び冷却して液化した天然ガス
をボンベに収納して移動先に運び、気化させて供給する
方式等がある。

【０００４】これらの方式のうち後者の二方式は、ガス
を圧縮又は冷却することにより液化させ、その体積が小
となることを利用して、輸送の便を図るものである。圧
縮されたガスを現地で使用するには、ガスを最終使用先
での使用圧力に減圧させる必要があるが、その際にガス
が断熱膨張して温度低下を生じるので、ガス中の水分が
凍結し、減圧弁が機能しなくなりガス供給ができなくな
る問題があった。

【０００５】従来、圧縮天然ガスを用いる方式では、持
ち運ばれるガスは２００Ｋｇ／ｃｍ² のボンベから、現
地において最終の需要先の使用に合わせた０．０２Ｋｇ
／ｃｍ² 程度の圧力にされて使用される。この場合、ガ
スの圧力を減圧する必要があるが、ガスの圧力は一度に
減圧されるのではなく、２回から３回に分けて減圧され
て最終圧力とされている。この減圧されるときに、ガス
が断熱膨張によるジュ−ルトムソン効果により、温度低
下が生じるので（例えば、−５５℃程度の温度低下とな
る。）、ガス中の水分は減圧弁のところで凍結すること
になり、ガスが流れなくなることがしばしば生じる。

【０００６】このために、ガスが流れる導管の途中で熱
を補給して水分が凍りつかないようにして供給すること
が考えられた。その一つの方法として、フィンを設けた
パイプを相当距離設けてそのパイプ内にガスを流し、ガ
スと周囲の空気の温度差を利用して熱交換を行ってガス
の温度上昇を図ることにより、減圧弁での水分凍結を防
止する方式がある。

【０００７】これは図８に示すように、ボンベを収容す
るカ−ドルＫからのガスを、パイプを何回も折り曲げて
立設したパイプＰの立設部分の周囲にフィンＦを設けた
ものに流し、ガスがパイプ内を流れる内に、ガスの温度
はフィンを通じて周囲の空気温度と同じ程度に暖めら
れ、最終的にガスの温度を昇温させるものである。

【０００８】この方式は、加熱源を要しない利点はある
が、冬期と夏期とで外部温度が相違することから、外部
温度の低い特に冬期においては、ガス温度が所定の値ま
で上昇せず、効率がよくなかった。

【０００９】また、上記のガスと外部空気の温度差を利
用する方式では、ガスの温度が上昇しても、その値が３
５℃程度であるので、減圧時に水分の凍結を生じない程
度で得られるガスの流量として、減圧バルブを通過する
単位時間あたりのガスの流量を大きくすることができず
（現状では５０Ｎｍ³ ／Ｈ程度）、設備を現地に持ち運
んでも供給先に限りがあった。

【００１０】また他の方法として、ガスを積極的に加温
してガス温度の上昇を図るために、加熱源として電気設
備を設ける場合がある。この方式では、電気ヒ−タを水
槽内に設け、水槽内にガスを通す配管をコイル状に配置
したものである。この方式は、加温器の熱源としてヒ−
タを直列に２段、３段と接続する必要があり、また電源
（２００Ｖ、２ＫＷ又は１００Ｖ、１ＫＷ）が必要であ
った。しかし、法律上、火気とガス収納容器との離隔を
要請され、全体として防爆仕様が必要となるので設備が
大掛かりとなり、簡易な設備になしがたいものであっ
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題点を解決す
るため、本発明は、災害時にガスを簡易に供給できる移
動可能なガス供給装置であり、効率よく大流量のガスを
供給できる簡易な装置を提供することを目的とする。ま
た、圧縮天然ガス（ＣＮＧガス）から、大流量のガスを
容易にうることができる方法を提供するものである。

【００１２】さらに、一次側の減圧をする前に、ガスを
６５℃程度まで温水により加熱して、減圧の際に温度が
低下しても水分が凍結しない、移動可能なガス供給装置
を提供するものである。さらにまた、供給されるガスに
対して、必要に応じてガスの付臭を行う移動可能なガス
供給装置とその方法を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１の発明は、天然ガスを供給す
る方法であって、蓄ガス器から送られる圧縮天然ガス
を、給湯設備から供給される温水内を通過させることに
より圧縮天然ガスの温度を上昇させて後、減圧して需要
者に供給することを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明は、移動可能な天然ガス発
生装置であって、蓄ガス器ユニットと、加温器と給湯器
と熱源を含む給湯設備ユニットと、加温器を通過したガ
スが送られる一次減圧弁と二次減圧弁とを含む減圧ユニ
ットからなり、上記給湯設備ユニットはガス流路からみ
て減圧ユニットより前に配置されることを特徴とする。

【００１５】請求項２のような装置においては、ガスを
長時間連続して供給することを要求されることがある
が、そのために請求項３の発明は、蓄ガス器ユニット
が、１あるいは複数個であることを特徴とするものであ
る。

【００１６】請求項４の発明は、ガスを安全に加熱する
ための加温器についての構造であって、内部に温水が満
たされており、その軸線方向にガスが通過するらせん管
を配したことを特徴とするものである。

【００１７】請求項５の発明は、ガスを減圧する際のジ
ュ−ルトムソン効果による冷却を念頭において温水の温
度を設定するものであって、請求項２ないし４に記載の
天然ガス発生装置において、上記温水の温度を７５℃に
することを特徴とするものである。請求項６及び７の発
明は、前記各発明において用いられる天然ガスの使用時
の安全を考慮して、ガスに付臭を行うものであり、請求
項６の発明はそのための装置であり、請求項７の発明は
付臭を行う簡単な方法を特徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、圧縮天然ガスを現地で
減圧して供給する方式であって、そのシステムを図１で
説明する。本発明は、主として蓄ガス器ユニット１、給
湯設備ユニット２、減圧ユニット３からなり、それぞれ
は、カプラ、バルブ、継手等の通常、ガスの流路に用い
られる機器を介して接続されている。

【００１９】図２に示すように、蓄ガス器ユニット１に
は、ＣＮＧガスが収容されているボンベ２１が複数個収
容されており、またボンベ２１どうしは接続されてい
て、バルブ２２を介して高圧パイプに接続されている。
収容されているガスの温度は、０℃以上とされている。

【００２０】図３には給湯設備ユニット２が示されてい
る。加温器３０は、全体が管状に作成されており、内部
に温水を収容すると共に、軸線方向にガスが通過するら
せん管３１を備える。温水はＬＰＧガス３７を熱源とす
る給湯器３６により所定温度とされ、パイプ３８を介し
て入口ＩＮから加温器３０内に送られ、出口ＯＵＴから
排出される。

【００２１】蓄ガス器ユニット１から送られたガスは、
加温器３０内のらせん管３１を通過し、その間にガスは
昇温されて６５℃になり、減圧ユニット３に流れる。図
６には、減圧ユニット３が示される。給湯設備ユニット
２から流れる昇温されたガスは、一次減圧弁６１により
減圧されるが、その段階で断熱膨張しジュ−ルトムソン
効果により、ガスの温度が１０℃程度に低下する（ガス
圧力が低下すると、低下する温度も小さくなる。）。さ
らに、二次減圧弁６２により減圧されて、最終需要先が
使用できる程度の圧力にされる。この段階でも断熱膨張
により温度低下が生じるが、減圧されてもガスの温度は
０℃以上であり、格別の問題はない。

【００２２】

【実施例】蓄ガス器ユニット１には、天然ガスが圧縮さ
れたいわゆるＣＮＧガス（圧力２００ｋｇ／ｃｍ² 、温
度０℃以上）を収納するボンベ１５本が収容されてい
る。蓄ガス器ユニット１から出るガスは、高圧ホ−ス９
３によりカプラ９１や弁（図示略）を介して、加温器３
０に送られる。なお、蓄ガスユニットの充填口９２を介
して、他の蓄ガスユニットと直列に接続することを可能
としており、蓄ガスユニットを複数にすれば、連続して
ガスを供給できる時間を長くすることが可能となる。

【００２３】加温器３０は直径約２５ｃｍ、長さ７０ｃ
ｍの管状に形成され、内部に温水を３５リットル収容
し、その中心部に加温のためのガスを通す長さ８ｍ、直
径１２．７ｍｍの銅製の耐圧らせん管３１を備える。加
温器３０には、給湯設備ユニット２の給湯器３６から、
７５℃に加熱された温水がパイプ３８を介して送られ
る。

【００２４】ガスの圧力により、入口３３から入るＣＮ
Ｇガスはらせん管３１内を通過し、この過程でガスの温
度を０℃から６５℃〜７０℃まで加温され出口３４から
減圧ユニット３へ流れる。加温器３０には、その外部に
水位計４１や温度計４２が必要に応じて設けられ、水位
や温水の温度を確認することができる。

【００２５】加温器３０により加熱されたＣＮＧガス
は、圧力は変わらないものの、温度が６５℃〜７０℃程
度にされて一次減圧弁６１を流れる。６５℃の温度設定
は、最終段階でのガスの供給量１００Ｎｍ³ ／Ｈを前提
にして、断熱膨張した時の水分の凍結が起こらない程度
のガスの温度低下を考慮して得られた値であって、実験
的に確認されたものであり、安全性の点からも確認され
ている。

【００２６】一次減圧弁６１では、減圧によりガスの体
積が断熱膨張するので、ジュ−ルトムソン効果により温
度低下を生じる。図６の一次減圧弁６１の手前Ａでは、
ガスの圧力２００Ｋｇ／ｃｍ² 、温度６５℃、流量１０
０Ｎｍ³ ／Ｈであったものが、一次減圧弁６１の通過後
Ｂでは、当初において圧力８〜９．９ｋｇ／ｃｍ² 、温
度１０℃、流量１００Ｎｍ³ ／Ｈとなる。さらに、この
ガスは、二次減圧弁６２によりＣの時点では、圧力０．
０２〜３．０ｋｇ／ｃｍ² 、温度０℃以上、流量１００
Ｎｍ³ ／Ｈとされ、最終の需要先である例えば、病院に
供給される。最初のガスの流量、圧力、温度設定を変え
れば、二次減圧弁を通過するガスの流量をさらに大きく
できる。

【００２７】また、ガス漏れ対策として、ガスに臭いを
つけること（付臭）が行われるが、本発明の設備におい
ても、付臭剤としてテトラヒドロチオフェン（ＴＨＴ）
［分子量８８、比重０．９９９、沸点１２２℃］を液体
にしたものを供給前の最終段階で用いてもよい。付臭を
行う方法を図７において説明する。減圧ユニットを通過
したガスは、主ガス流路である導管７０から需要先にガ
スが供給される段階で付臭が行われる。そのために主ガ
ス流路である導管７０の途中に側管部（バイパス）が設
けられる。側管部は、導管７１、７２から形成され、導
管７１の一端は主ガス流路である導管７０に対して、ピ
ト−管のように配置され、その他端は付臭剤容器７３に
接続される。付臭剤容器７３に液体として収容される付
臭剤は、常時蒸発している。また導管７２の一方端はガ
ス流路７０に対して開口し、他端は内部に液化された付
臭剤を容器の半分程度収容する付臭剤容器７３に接続さ
れる。そして、導管７０の導管７１と７２の間には、適
宜オリフィスが設けられて、導管７０側が導管７２側に
対して圧力が若干高くなるようにされてもよい。

【００２８】このように導管７１と７２の間には、付臭
剤の容器７３が設けられ、導管７１から流れるガス流の
圧力は、導管７２内の圧力に対して高くなるので、その
圧力差を利用して付臭されたガスは、導管７２から主ガ
ス流路である導管７０に流れる。導管７２に流れるガス
中に付臭剤が混合される。導管７１、７２に流れるガス
量を調節して付臭される量を加減するために、導管７
１、７２の中間部に弁が設けられる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、蓄
ガス器から流れる圧縮天然ガスは、温水により安全にか
つ容易に温度上昇がなされた後に減圧され、整圧器の減
圧弁において従来生じたようなガス内の水分の凍結は生
じない。

【００３０】請求項２の発明によれば、ガス流路からみ
て給湯設備ユニットが減圧ユニットよりも前段階に配置
され、ガス温度の上昇を容易に図ることができ、また自
動車等で移動可能な設備とされており、災害時において
現場まで容易に運搬できる程度の大きさである。

【００３１】請求項１及び２の発明によれば、断熱膨張
の際のジュ−ルトムソン効果による冷却が生じても、温
度低下を上回るガスの温度上昇がなされているので、口
径の大きな減圧弁を用いることができ、そのため供給流
量を増加させることができる。ガス内の水分が、整圧器
の減圧弁に附着して凍結すると、ガバナが動かなくな
り、ガスが送れなくなるようなことがなくなる。

【００３２】また、従来の電熱ヒ−タを用いる方式より
も、防爆仕様とする必要がなく、安全面でのコストが安
くなり、また、加熱する熱量を大きくできるので短時間
でガスの昇温が行え、能率的である。

【００３３】また、加温器に入る前のガスの温度は、夏
期では２５℃程度にもなるが、減圧されると断熱膨張に
より−５５℃程度、ガス温度が低下する。加温器により
加熱することにより０℃以上にすれば、配管の材料も特
別の低温用のものを必要とせず、通常のもので使用可能
となる。

【００３４】さらに、従来の外気温を利用して熱交換す
る方式は、冬期に温度が下がるとガス供給の効率が悪く
なるが、請求項１ないし５の発明によれば、給湯器によ
る温水の温度制御を一定にすることは容易なので、外気
温に左右されずにガス供給ができる。

【００３５】請求項１ないし５の発明によれば、最終需
要先へのガス供給量が、従来の５０Ｎｍ³ ／Ｈから１０
０Ｎｍ³ ／Ｈになるので、病院等のガス使用量が多いと
ころにも対応できるようになり、特に災害時に有効であ
る。

【００３６】さらに、請求項６及び７の発明によれば、
使用されるガスの付臭を簡単な構成により行うことがで
き、ガス使用の安全性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体的システムを説明する図である。

【図２】本発明に使用される圧縮天然ガスを収容する蓄
ガス器ユニットの例を示す図である。

【図３】本発明の給湯設備ユニットの例を示す図であ
る。

【図４】本発明の給湯設備ユニットに使用される加温器
の概略を示す図である。

【図５】本発明の加温器内に収容されるらせん管の概要
を示す図である。

【図６】本発明の減圧ユニットの例を示す図である。

【図７】本発明の付臭を行う装置の概略断面図を示す図
である。

【図８】ガスの加温に用いられる従来の装置の概略を示
す図である。

【符号の説明】

１ 蓄ガスユニット ２ 給湯設備ユニット ３ 減圧ユニット ３１ 加温器 ３６ 給湯器 ３１ らせん管 ７１、７２ 側管部を構成する導管 ７３ 付臭材容器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蓄ガス器から送られる圧縮天然ガスを、給
   湯設備から供給される温水内を通過させることにより圧
   縮天然ガスの温度を上昇させて後、減圧して需要者に供
   給することを特徴とする圧縮天然ガス供給方法。
2. 【請求項２】蓄ガス器ユニットと、加温器と給湯器と熱
   源を含む給湯設備ユニットと、加温器を通過したガスが
   送られる一次減圧弁と二次減圧弁とを含む減圧ユニット
   からなり、上記給湯設備ユニットはガス流路からみて減
   圧ユニットより前に配置されることを特徴とする移動可
   能な天然ガス発生装置。
3. 【請求項３】蓄ガス器ユニットが、１あるいは複数個で
   あることを特徴とする請求項２記載の天然ガス発生装
   置。
4. 【請求項４】上記加温器は、内部に温水が満たされてお
   り、その軸線方向にガスが通過するらせん管を配したこ
   とを特徴とする請求項２または請求項３に記載の天然ガ
   ス発生装置。
5. 【請求項５】上記温水の温度は、７５℃であることを特
   徴とする請求項２ないし４に記載の天然ガス発生装置。
6. 【請求項６】ガス流路に側管部を形成し、該側管部に付
   臭材容器を設けたことを特徴とする請求項２ないし５に
   記載の天然ガス発生装置。
7. 【請求項７】主ガス流路から側管部にガス流を導く一方
   の導管と、側管部の他方を構成し且つ主ガス流路に接続
   される導管との間に生じる差圧を利用して、側管部に設
   けた付臭材容器から付臭材を蒸発させることにより、ガ
   スの付臭を行う方法。