JPH11294694A - 強制循環型空温式液化ガス気化装置 - Google Patents

強制循環型空温式液化ガス気化装置

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JPH11294694A
JPH11294694A JP11776898A JP11776898A JPH11294694A JP H11294694 A JPH11294694 A JP H11294694A JP 11776898 A JP11776898 A JP 11776898A JP 11776898 A JP11776898 A JP 11776898A JP H11294694 A JPH11294694 A JP H11294694A
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博 中村
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俊治 林
Takeshi Nozawa
武 野澤
Masashi Miura
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の空温式液化ガス気化システムは、予備
の気化器が必要であるばかりでなく、解氷設備(例え
ば、散水設備、排水溝等)が必要になって設備費が高く
なる。更に、大気を強制通風するため、蒸発管1周囲が
露点以下の温度に達して白煙を発生し、気化器近傍の視
界を低下させる。 【解決手段】 本発明の強制循環型空温式液化ガス気化
装置10は、蒸発管11の内側を流れるLNGを蒸発管
11の外側を流れる空気を利用してLNGを気化させる
液化ガス気化システムで、蒸発管11を外部から密閉す
るハウジング12と、このハウジング12に対して空気
循環配管13を介して接続され且つ空気循環配管13内
を流れる空気を昇温する昇温装置14と、この昇温装置
14とハウジング12との間で空気を循環させる送風フ
ァン15とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液化天然ガス(L
NG)、液化石油ガス(LPG)、液体窒素、液体酸素
等の液化ガスを空気を熱源として気化する強制循環型空
温式液化ガス気化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液化ガス気化システムとしては例
えば空気を熱源とする通風型空温式のものや温水を熱源
とする温水式のものが知られ、LNG、LPG、液体窒
素、液体酸素等の液化ガスのサテライト設備等に設置さ
れている。そこで、LNGサテライト設備に設置されて
いる通風型空温式液化ガス気化システム及び温水式液化
ガス気化システムを例に挙げて説明する。通風型空温式
液化ガス気化システムは、自然通風(空気の対流)をL
NGのフィン付き蒸発管に向けて強制送風し、この空気
を熱源としてフィン付き蒸発管内を流れるLNGを蒸発
させる方式である。また、温水式液化ガス気化システム
は、例えばLNGの蒸発管が浸漬された温水槽内に温水
を循環させ、循環温水を熱源として蒸発管内を流れるL
NGを気化する方式である。この温水式液化ガス気化シ
ステムは、設備費が比較的安価である一方、温水を製造
するため熱源が必要となりランニングコストが高くな
る。
【0003】ところが、通風型空温式液化ガス気化シス
テムは、例えば、図5に示すように、LNGのフィン付
き蒸発管1と、この蒸発管を囲むハウジング2と、この
ハウジング2の天井に配設されたファン3とを備え、フ
ァン3によって同図の矢印で示すように空気の上昇流を
作り、この空気がフィン付き蒸発管1を通過する間の空
気と蒸発管1内のLNGの熱交換によりLNGが気化
し、天然ガス(NG)が得られるようにしたものであ
る。この通風型空温式液化ガス気化システムはランニン
グコストが安価であるため、広く普及している。
【0004】しかし、上記通風型空温式液化ガス気化シ
ステムは稼働中に空気中に含まれている水蒸気がフィン
付き蒸発管1に着霜、氷結し、更にこれらが成長するた
め、フィン付き蒸発管1の伝熱効率が漸減し、ひいては
フィン付き蒸発管1のフィン間の隙間が着氷で埋まって
伝熱面積が激減する。そこで、従来から予備の気化器を
準備しておき、蒸発管1が着氷により伝熱効率が低下し
た場合には、その時点でLNG供給ラインを予備器側に
切り換え、予備器が運転中に着氷した蒸発管1に散水し
て解氷し、次のLNG供給ラインの切り換え時点まで待
機させ、2基または複数の予備器を交互に切り換えて使
用している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
空温式液化ガス気化システムの場合には、上述したよう
に予備の気化器が必要であるばかりでなく、解氷設備
(例えば、散水設備、排水溝等)まで必要になり、結果
的に設備費が高くなるという課題があった。更に、気化
器の周囲が露点以下の温度に達して白煙を発生し、この
白煙が気化器近傍の視界を低下させるという課題があっ
た。そこで、着氷を抑制すると共に白煙を防止するため
に脱湿した極めて露点の低い乾燥空気を強制通風する方
式も考えられるが、このような乾燥空気を使用するとラ
ンニングコストが高くなる。また、特開平9−1655
88号公報では液化ガス蒸発器の白煙防止装置が提案さ
れているが、この技術の場合にも大気を通風する点に変
わりはなく、蒸発管への着氷までも防止するのは難しい
という課題があった。
【0006】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、白煙を発生させることなく、効率良く液化
ガスを気化させることができ、しかも散水による解氷作
業を行う必要がなく、予備の気化器が不要で、ランニン
グコストを低減することができる強制循環型空温式液化
ガス気化装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の強制循環型空温式液化ガス気化装置は、蒸発管の内側
を流れる液化ガスを蒸発管の外側を流れる空気を利用し
て液化ガスを気化させる強制循環型空温式液化ガス気化
装置において、上記蒸発管の少なくとも上流側を外部か
ら囲むハウジングと、このハウジングに対して空気循環
路を介して接続され且つ上記空気循環路内を流れる空気
を昇温する昇温手段と、この昇温手段と上記ハウジング
との間で空気を循環させる送風機とを備えたことを特徴
とするものである。
【0008】また、本発明の請求項2に記載の強制循環
型空温式液化ガス気化装置は、蒸発管の内側を流れる液
化ガスを蒸発管の外側を流れる空気を利用して液化ガス
を気化させる強制循環型空温式液化ガス気化装置におい
て、上記蒸発管を外部から囲み且つ少なくともその下流
側側方及びその上下両側に空間を形成するハウジング
と、このハウジング内で上記蒸発管をその下流側側方空
間から仕切る仕切板と、この仕切板により仕切られた上
記側方空間と上記蒸発管との間で上記ハウジング内の空
気を循環させる送風機と、この送風機を介して循環する
空気を昇温する昇温手段とを備えたことを特徴とするも
のである。
【0009】また、本発明の請求項3に記載の強制循環
型空温式液化ガス気化装置は、蒸発管の内側を流れる液
化ガスを上記蒸発管の外側を流れる空気を利用して上記
液化ガスを気化させる強制循環型空温式液化ガス気化装
置において、上記蒸発管を外部から囲み且つその上下両
側に空間を形成するハウジングと、このハウジング内で
上記蒸発管を上流側の蒸発管と下流側の蒸発管に仕切る
仕切板と、この仕切板の上流側と下流側の間で上記ハウ
ジング内の空気を循環させる送風機と、この送風機を介
して循環する空気を昇温する昇温手段とを備えたことを
特徴とするものである。
【0010】また、本発明の請求項4に記載の強制循環
型空温式液化ガス気化装置は、請求項1〜請求項3のい
ずれか1項に記載の発明において、上記昇温手段が、上
記蒸発管を循環する空気を昇温する空気加熱器と、この
空気加熱器に対して熱媒体循環路を介して熱媒体を循環
させるポンプと、このポンプにより循環する上記熱媒体
を昇温する熱媒体加熱器とを備えたことを特徴とするも
のである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図4に示す実施形態
に基づいて本発明を説明する。尚、図1は本発明の一実
施形態の強制循環型空温式液化ガス気化装置(以下、単
に「空温式気化システム」と称す。)の全体を示すフロ
ー図、図2は本発明の他の実施形態を示す図1に相当す
る図、図3、図4はそれぞれ本発明の更に他の実施形態
を示す図1に相当する図である。
【0012】本実施形態の空温式気化システム10は、
図1に示すように、フィン付き蒸発管11と、この蒸発
管11全体を囲むハウジング12と、このハウジング1
2に対して空気循環配管13を介して接続され且つ空気
循環配管13内を流れる空気を昇温する昇温装置14
と、この昇温装置14とハウジング12との間で空気を
循環させる送風ファン15とを備えている。空気循環配
管13の一端はハウジング12の上部に接続され、その
他端はハウジング12の下部に接続されている。従っ
て、送風ファン15によって循環する空気はハウジング
12の天井側からその内部へ流入し、ハウジング12内
部を下降流で蒸発管11全体を通過し、この間に蒸発管
11内のLNGを気化させる。ハウジング12から流出
した冷却空気は空気循環配管13を介して昇温装置14
を通過し、昇温装置14において加熱される。
【0013】上記昇温装置14は、図1に示すように、
空気循環配管13に配設された熱交換器からなる空気加
熱器141と、この空気加熱器141の伝熱管141A
と接続された熱媒体循環配管142と、この熱媒体循環
配管142に上流側から下流側へ順次配設されたポンプ
143、熱媒体加熱器(例えば、ブラインヒータ)14
4、熱回収器145及び補助ヒータ146とを備え、熱
媒体であるブラインが熱媒体循環配管142を循環する
間に、ブラインが空気加熱器141において空気循環配
管13内の循環空気との熱交換により冷却されるが、ブ
ラインヒータ144、熱回収器145及び補助ヒータ1
46によって加熱されるようにしてある。ブラインヒー
タ144は、フィン付き伝熱管144A及びファン14
4Bを有し、ファン144Bによる空気流でフィン付き
伝熱管144A内を流れるブラインを加熱するようにし
てある。また、熱回収器145は例えば他の設備で発生
した余熱、廃熱等を回収し、この回収熱を利用してブラ
インを加熱する。補助ヒータ146は、ブラインヒータ
144及び熱回収器145によってブラインを所定の温
度まで加熱できない時等に使用し、特に、厳寒期には熱
回収器145及び補助ヒータ146双方を使用し、ブラ
インを確実に所定の温度まで加熱し、空気加熱器141
が確実にその機能を果たすようにしてある。従って、昇
温装置14は外気温が比較的高い場合にはブラインヒー
タ144だけで十分にその機能を果たすようにしてあ
る。
【0014】次に、動作について説明する。例えば、−
160℃のLNGが所定流量でフィン付き蒸発管11内
に流入すると共に、−5℃〜25℃の空気が所定の流量
でハウジング12内に流入する。これにより蒸発管11
内を流れるLNGはハウジング12内を下降流で流れる
空気によって加熱されて気化し、例えば−15℃〜15
℃まで昇温したNGとして蒸発管11から流出する。一
方、ハウジング12内の空気はLNGによって例えば−
25℃〜5℃まで冷却され、ハウジング12から空気循
環配管13へ流出する。この冷却空気は空気循環配管1
3を介して昇温装置14に達し、空気加熱器141で加
熱されて元の温度(−5℃〜25℃)まで昇温し、ハウ
ジング12内へ流入し、再び上述のようにLNGを気化
させる。空気循環配管13内を流れる空気には水蒸気が
含まれているため、稼働初期には蒸発管11に多少の着
氷が認められるが、この着氷により循環空気は徐々に除
湿されて露点が低下し、その後の着氷がなくなり、高い
伝熱効率でLNGを気化することができる。
【0015】一方、昇温装置14では空気加熱器141
のシェル側に−25℃〜5℃の低温空気が流入すると共
に、熱媒体循環配管142を介して0℃〜30℃のブラ
インが伝熱管141A内に流入する。これによりシェル
側を流れる低温空気は伝熱管141A内を流れるブライ
ンによって加熱されて昇温し、上述のように冷却前の−
5℃〜25℃まで昇温して空気加熱器141から流出す
る。伝熱管141A内のブラインは低温空気によって冷
却され例えば−5℃〜25℃まで降温し、空気加熱器1
41から熱媒体循環配管142へ流出する。このブライ
ンは熱媒体循環配管142を介してブラインヒータ14
4に達し、ブラインがフィン付き伝熱管144Aを通過
する間にファン144Bからの強制通風によって加温さ
れて元の温度(0℃〜30℃)まで昇温し、熱媒体循環
配管142を介して空気加熱器141内へ流入し、再び
上述のように低温空気を加熱する。また、厳寒期等のよ
うに外気温が低下するとブラインヒータ144での空気
によるブラインの加熱が不十分になるため、熱回収器1
45、場合によっては補助ヒータ146をも使用してブ
ラインを所定の温度まで加熱する。
【0016】以上説明したように本実施形態によれば、
フィン付き蒸発管11を外部から囲むハウジング12
と、このハウジング12に対して空気循環配管13を介
して接続され且つ空気循環配管13内を流れる空気を昇
温する昇温装置14と、この昇温装置14とハウジング
12との間で空気を循環させる送風ファン15とを設
け、閉鎖系内で一定量の空気を循環させてLNGを気化
させるようにしたため、一定量の空気中に含まれている
水蒸気が蒸発管11に着氷するだけで済み、蒸発管11
の伝熱効率を終始高い状態に維持して効率良くLNGを
気化させることができ、ひいてはハウジング12近傍で
の白煙を防止することができる。しかも本実施形態では
散水による解氷作業を行う必要がないため、予備の蒸発
管及び解氷設備が不要で、システムを小型化できる。ま
た、基本的にはLNGを気化するための循環空気の加熱
源として外気や廃熱等を利用するため、ランニングコス
トを低減することができる。
【0017】図2は本発明の空温式気化システムの他の
実施形態を示す図である。この空温式気化システム10
Aは、同図に示すように、フィン付き蒸発管11の上流
側の半分をハウジング12Aによって囲んだ以外は図1
に示すものに準じて構成されている。そのため、本実施
形態では図1に示した空温式気化システム10と同一部
分には図2で同一符号を附し、その説明を省略する。蒸
発管11は上流側ほど温度が極低温で着氷し易く、しか
も白煙を発生し易いため、本実施形態では蒸発管11の
上流側半分をハウジング12Aで囲み、ハウジング12
A内を一定量の空気を循環させて除湿を行うようにして
ある。また、蒸発管11の下流側はLNGが気化し上流
側と比較して着氷量及び白煙の発生量も格段に少なくな
るため、本実施形態では蒸発管11の下流側半分が露呈
し、この下流側半分の蒸発管11を外気の強制通風によ
り加熱するようにしてある。
【0018】そして、ハウジング12Aには上記実施形
態の場合と同様に空気循環配管13が接続され、送風フ
ァン15によって空気循環配管13を介して空気がハウ
ジング12Aと昇温装置14の空気加熱器141間を循
環し、蒸発管11の上流側の半分を循環空気によって加
熱し、ハウジング12Aからの低温空気を空気加熱器1
41によって加熱し、循環空気を元の温度まで昇温する
ようにしてある。また、蒸発管11の下流側には図示し
ない送風ファンが配設され、この送風ファンによって同
図の矢印で示すように下降流で空気を送風し、外気で蒸
発管11を加熱し、LNGの気化を促進するようにして
ある。
【0019】従って、本実施形態でも空気循環配管13
内の空気はハウジング12A内に−5℃〜25℃で流入
し、ハウジング12A内から−25℃〜5℃で流出する
一方、蒸発管11内のLNGは−15℃〜15℃のNG
となって蒸発管11から流出する。空気加熱器141で
はハウジング12A内で冷却された−25℃〜5℃の空
気を元の温度(−5℃〜25℃)まで加熱する。
【0020】以上説明したように本実施形態によれば、
空気循環量を低減することによりハウジング12Aを小
型化することができ、しかも上記実施形態に準じた作用
効果を期することができる。
【0021】図3は本発明の空温式気化システムの更に
他の実施形態を示す図である。この空温式気化システム
10Bは、同図に示すように、フィン付き蒸発管11が
ハウジング12Bによって外部から囲まれていると共に
ハウジング12B内に送風ファン15B及び空気加熱器
141が配設されている。ハウジング12B内には蒸発
管11の下流側側方に空間が形成されていると共に蒸発
管11の上下両側に上方空間及び下方空間がそれぞれ形
成されている。そして、ハウジング12B内は仕切板1
6によって蒸発管11側とその側方空間が仕切られてい
る。この側方空間には送風ファン15Bが配設され、こ
の送風ファン15Bによってハウジング12B内の空気
が送風され、この空気が同図の矢印で示すように側方空
間を上昇流で通過し、上方空間から蒸発管11を下降流
で通過し、下方空間を経由して元に戻って循環する。ま
た、蒸発管11の上方空間には蒸発管11との間に隙間
を介して空気加熱器141が配設され、この空気加熱器
141によって空気を加熱し、加熱空気が蒸発管11全
体を下降流で通過する間に蒸発管11内のLNGを気化
するようにしてある。尚、本実施形態では図1に示した
空温式気化システム10と同一部分には同一符号を附
し、その説明を省略してある。
【0022】従って、本実施形態では空気加熱器141
で加熱された−5℃〜25℃の循環空気は蒸発管11全
体を下降流で通過し、蒸発管11において−25℃〜5
℃まで冷却される。その後、この冷却空気は下方空間、
側方空間及び空気加熱器141を経由して元の温度(−
5℃〜25℃)に戻り蒸発管11を下降流で循環する。
この際、LNGは−160℃で蒸発管11内に流入し、
蒸発管11内で気化し、−15℃〜15℃のNGとなっ
て蒸発管11から流出する。一方、ブラインヒータ14
4等で加熱された0℃〜30℃のブラインは空気加熱器
141を通過し、空気加熱器141において−5℃〜2
5℃まで冷却され、再びブラインヒータ144等を経由
して元の温度(0℃〜30℃)に戻り熱媒体循環配管1
42内を循環する。
【0023】以上説明したように本実施形態によれば、
ハウジング12B内で一定量の空気を循環させて蒸発管
11を加熱することができ、空気循環配管を省略して装
置全体を小型化することができ、しかも上記各実施形態
に準じた作用効果を期することができる。
【0024】図4は本発明の空温式気化システムの更に
他の実施形態を示す図である。この空温式気化システム
10Cは、同図に示すように、フィン付き蒸発管11が
ハウジング12Cによって外部から囲まれていると共に
ハウジング12B内に送風ファン15C及び空気加熱器
141が配設されている。そして、ハウジング12C内
には蒸発管11の上下両側にそれぞれ上方空間及び下方
空間が形成され、更に蒸発管11がハウジング12C内
で仕切板17によって上流側半分と下流側半分に仕切ら
れている。蒸発管11の上流側の下部空間には送風ファ
ン15Cが配設され、この送風ファン15Cによって空
気がハウジング12C内で同図の矢印で示すように循環
するようにしてある。従って、空気は蒸発管11の上流
側半分を上昇流で通過し、上方空間を介して蒸発管11
の下流側半分を下降流で通過した後元に戻って循環す
る。また、蒸発管11の上方空間には蒸発管11との間
に隙間を介して空気加熱器141が配設され、この空気
加熱器141によって循環空気を加熱し、加熱空気が蒸
発管11の下流側半分を下降流で通過し、多少冷却され
た空気が蒸発管11の上流側半分を上昇流で通過し、蒸
発管11内のLNGを効果的に気化するようにしてあ
る。尚、本実施形態では図1に示した空温式気化システ
ム10と同一部分には同一符号を附し、その説明を省略
してある。
【0025】従って、本実施形態では空気加熱器141
で加熱された−5℃〜25℃の循環空気は蒸発管11の
下流側半分を下降流で通過し、蒸発管11において−1
3℃〜3℃まで冷却される。その後、この冷却空気は下
方空間を経由した後蒸発管11の上流側半分を上昇流で
通過し更に−25℃〜5℃まで冷却された後、空気加熱
器141を経由して元の温度(−5℃〜25℃)に戻
る。この際、蒸発管11の上流側半分を通過する空気は
下流側で冷却されているが、蒸発管11の上流側半分は
極低温であるため、冷却空気との温度差は依然として極
めて大きいため、蒸発管11の上流側半分を効果的に加
熱し、LNGの気化を促進することができ、蒸発管11
内のLNGは−15℃〜15℃のNGとなって蒸発管1
1から流出する。一方、ブラインヒータ144等で加熱
された0℃〜30℃のブラインは空気加熱器141を通
過し、空気加熱器141において−5℃〜25℃まで冷
却され、再びブラインヒータ144等を経由して元の温
度(0℃〜30℃)に戻り熱媒体循環配管142内を循
環する。
【0026】以上説明したように本実施形態によれば、
図3に示したものよりも更に小型化を促進することがで
き、しかも上記各実施形態に準じた作用効果を期するこ
とができる。
【0027】尚、本発明は上記各実施形態に何等制限さ
れるものではなく、一定量の空気を密閉循環路内で循環
させて蒸発管内のLNGを気化するものであれば、本発
明に包含される。
【0028】
【発明の効果】本発明の請求項1〜請求項4に記載の発
明によれば、白煙を発生させることなく、効率良く液化
ガスを気化させることができ、しかも散水による解氷作
業を行う必要がなく、予備の気化器が不要で、ランニン
グコストを低減することができる強制循環型空温式液化
ガス気化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の空温式気化システムの全
体を示すフロー図である。
【図2】本発明の他の実施形態を示す図1に相当する図
である。
【図3】本発明の更に他の実施形態を示す図1に相当す
る図である。
【図4】本発明の更に他の実施形態を示す図1に相当す
る図である。
【図5】従来の空温式気化システムの一例を示す構成図
である。
【符号の説明】
10、10A、10B、10C 空温式気化システム 11 蒸発管 12、12A、12B、12C ハウジング 13 空気循環配管(空気循
環路) 14 昇温装置(昇温手段) 15、15B、15C 送風ファン(送風機) 16、17 仕切板 141 空気加熱器 142 熱媒体循環配管 143 ポンプ 144 ブラインヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 俊治 神奈川県横浜市西区みなとみらい3丁目3 番1号 三菱化工機株式会社内 (72)発明者 野澤 武 神奈川県横浜市西区みなとみらい3丁目3 番1号 三菱化工機株式会社内 (72)発明者 三浦 真史 神奈川県横浜市西区みなとみらい3丁目3 番1号 三菱化工機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸発管の内側を流れる液化ガスを蒸発管
    の外側を流れる空気を利用して液化ガスを気化させる強
    制循環型空温式液化ガス気化装置において、上記蒸発管
    の少なくとも上流側を外部から囲むハウジングと、この
    ハウジングに対して空気循環路を介して接続され且つ上
    記空気循環路内を流れる空気を昇温する昇温手段と、こ
    の昇温手段と上記ハウジングとの間で空気を循環させる
    送風機とを備えたことを特徴とする強制循環型空温式液
    化ガス気化装置。
  2. 【請求項2】 蒸発管の内側を流れる液化ガスを蒸発管
    の外側を流れる空気を利用して液化ガスを気化させる強
    制循環型空温式液化ガス気化装置において、上記蒸発管
    を外部から囲み且つ少なくともその下流側側方及びその
    上下両側に空間を形成するハウジングと、このハウジン
    グ内で上記蒸発管をその下流側側方空間から仕切る仕切
    板と、この仕切板により仕切られた上記側方空間と上記
    蒸発管との間で上記ハウジング内の空気を循環させる送
    風機と、この送風機を介して循環する空気を昇温する昇
    温手段とを備えたことを特徴とする強制循環型空温式液
    化ガス気化装置。
  3. 【請求項3】 蒸発管の内側を流れる液化ガスを上記蒸
    発管の外側を流れる空気を利用して上記液化ガスを気化
    させる強制循環型空温式液化ガス気化装置において、上
    記蒸発管を外部から囲み且つその上下両側に空間を形成
    するハウジングと、このハウジング内で上記蒸発管を上
    流側の蒸発管と下流側の蒸発管に仕切る仕切板と、この
    仕切板の上流側と下流側の間で上記ハウジング内の空気
    を循環させる送風機と、この送風機を介して循環する空
    気を昇温する昇温手段とを備えたことを特徴とする強制
    循環型空温式液化ガス気化装置。
  4. 【請求項4】 上記昇温手段が、上記蒸発管を循環する
    空気を昇温する空気加熱器と、この空気加熱器に対して
    熱媒体循環路を介して熱媒体を循環させるポンプと、こ
    のポンプにより循環する上記熱媒体を昇温する熱媒体加
    熱器とを備えたことを特徴とする請求項1〜請求項3の
    いずれか1項に記載の強制循環型空温式液化ガス気化装
    置。
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