(57)【要約】【課題】  設備を小型化し、系統切り替え弁の作動回数を減少してこの弁の故障をし難くするガス減圧設備、ガス減圧方法を提供する。【解決手段】  ガス減圧設備１は、上流側に配設された２つの減圧器１０，１１と、これらの減圧器１０，１１の下流側に配設された１つの空温式加温器２０とを備える。２つの減圧器１０，１１のいずれかによって減圧されて温度低下したガスは、空温式加温器２０によって温められる。空温式加温器２０内を流れるガスの流通方向は、空温式加温器２０から流れ出るガスの温度を検出する温度センサＴ１，Ｔ２により検出された温度が所定の範囲より小さくなると、ガスの流通方向が切り替えられる。減圧器１０，１１の上流側の一次側流路３０にＣＮＧを注入するための第１注入口を設け、空温式加温器２０から流出するガスを流す二次側流路４０にＬＮＧを注入するための第２注入口を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側に配設された減圧器と、
該減圧器の下流側に配設された空温式加温器とを備え、
前記空温式加温器は、前記減圧器よって減圧されて温度低下したガスを、前記空温式加温器に設けられた内部流路の一方側の開口部から他方側の開口部に流す方向及び前記他方側の開口部から前記一方側の開口部に流す方向のいずれかの方向に切り替えて流すことを特徴とするガス減圧設備。
【請求項２】
前記空温式加温器の前記内部流路内を流れるガスの流通方向は、該空温式加温器の熱交換能力状態に応じて切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のガス減圧設備。
【請求項３】
前記空温式加温器の熱交換能力状態は、前記空温式加温器から流出したガスの温度に基づいて判断されることを特徴とする請求項２に記載のガス減圧設備。
【請求項４】
前記請求項１から３のいずれかに記載のガス減圧設備は、都市ガスを流通する高圧導管に接続可能であり、前記ガス減圧設備の前記減圧器の上流側の一次側流路にガス圧が２．５ＭＰａ以上の都市ガスを注入するための第１注入口を設け、前記空温式加温器に繋がって該空温式加温器から流出するガスを流す二次側流路にガス圧が２．５ＭＰａ未満の都市ガスを注入するための第２注入口を設けることを特徴とするガス減圧設備。
【請求項５】
ガスを減圧する減圧器の下流側に配設された空温式加温器は、前記減圧器よって減圧されて温度低下したガスを、前記空温式加温器に設けられた内部流路の一方側の開口部から他方側の開口部に流す方向及び前記他方側の開口部から前記一方側の開口部に流す方向のいずれかの方向に切り替えて流して温めることを特徴とするガス減圧方法。
【請求項６】
前記空温式加温器の前記内部流路内を流れるガスの流通方向は、該空温式加温器の熱交換能力状態に応じて切り替えられることを特徴とする請求項５に記載のガス減圧方法。
【請求項７】
前記空温式加温器の熱交換能力状態は、前記空温式加温器から流出したガスの温度に基づいて判断されることを特徴とする請求項６に記載のガス減圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを減圧する減圧器と、これによって減圧されて温度低下したガスを温める空温式加温器を備えたガス減圧設備及びガス減圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、都市ガスが導管内を流れることによって行われる。タンクに貯蔵された都市ガスは高圧であるため、ガスが導管を流れる過程においてガスの最終使用先での使用圧力に減圧する必要がある。また、高圧のガスを減圧すると、ガスの断熱膨張によるジュールトムソン効果により温度低下が生じるため、導管の途中に加温器を設ける必要がある。
【０００３】
加温器には、維持管理が容易な空温式加温器がある。この空温式加温器は、大気と熱交換してガスを温めるものであるが、稼働時間が長くなると着氷により能力低下が生じて、能力を回復させるための時間が必要となり、ガス供給が不安定になるという問題を有する。そこで、減圧器及び空温式加温器からなる減圧機器を導管に対して２系統設けて、これらの減圧機器は、所定時間経過毎に一方側の系統から他方側の系統に切り替えるように、一般的に使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の減圧設備は、減圧機器が２系統化されているので、設備全体が大型化するという問題を有する。また、時間制御で系統を切り替える場合、熱負荷が最大となる時期（例えば、真冬や深夜）に合わせて切り替え時間を設定すると、熱負荷が小さい時期（例えば、真夏や昼間）では切り替える必要がないのに系統の切り替えが行われることになる。その結果、切り替えにともなう系統切り替え弁の作動回数が増大して、切り替え弁が故障し易くなるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、設備を小型化し、系統切り替え弁の作動回数を減少して系統切り替え弁の故障がし難くいガス減圧設備及びガス減圧方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するために、本発明のガス減圧設備は、上流側に配設された減圧器と、該減圧器の下流側に配設された空温式加温器とを備え、空温式加温器は、減圧器よって減圧されて温度低下したガスを、空温式加温器に設けられた内部流路の一方側の開口部から他方側の開口部に流す方向及び他方側の開口部から一方側の開口部に流す方向のいずれかの方向に切り替えて流すことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、減圧器によって減圧されて温度低下したガスを、空温式加温器に設けられた内部流路の一方側の開口部から他方側の開口部に流す方向及び他方側の開口部から一方側の開口部に流す方向のいずれかの方向に切り替えて流すことにより、空温式加温器の内部流路内をガスが一方側に流れているときに、この空温式加温器の熱交換能力が低下すると、内部流路内を流れるガスの流通方向を他方側に切り替えることで、空温式加温器の熱交換能力を高い状態に維持しながら空温式加温器にガスを流し続けることができる。このため、ガス減圧設備が２つの空温式加温器を備えて、一方の空温式加温器の熱交換能力が低下すると、この加温器の使用を停止して他方の空温式加温器を使用する場合と比較して、本発明のガス減圧設備は、遊ばせておく空温式加温器の存在が不要となり、設備を小型化することができる。
【０００８】
また本発明は、空温式加温器の内部流路内を流れるガスの流通方向が、該空温式加温器の熱交換能力状態に応じて切り替えられることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、空温式加温器の内部流路内を流れるガスの流通方向は、該空温式加温器の熱交換能力状態に応じて切り替えられることにより、一方側のガス流通によって空温式加温器の熱交換能力が低下した場合、ガスの流通方向を一方側から他方側に切り替えることで、空温式加温器の熱交換能力を即座に回復することができるとともに、不要なガス流通方向の切り替えを無くすことができる。このため、ガス供給を安定化することができ、ガス流通方向を切り替えるための切り替え弁の作動回数が減少して、この切り替え弁の故障をし難くすることができる。
【００１０】
また本発明は、空温式加温器の熱交換能力状態が、空温式加温器から流出したガスの温度に基づいて判断されることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、空温式加温器の熱交換能力状態を空温式加温器から流出したガスの温度に基づいて判断することにより、空温式加温器の熱交換能力状態を正確に判断することができる。
【００１２】
さらに本発明は、請求項１から３のいずれかに記載のガス減圧設備が、都市ガスを流通する高圧導管に接続可能であり、ガス減圧設備の減圧器の上流側の一次側流路にＣＮＧを注入するための第１注入口を設け、空温式加温器に繋がって該空温式加温器から流出するガスを流す二次側流路にＬＮＧを注入するための第２注入口を設けることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、請求項１から３のいずれかに記載のガス減圧設備は、都市ガスを流通する高圧導管に接続可能であり、ガス減圧設備の減圧器の上流側の一次側流路にガス圧が２．５ＭＰａ以上の都市ガスを注入可能な第１注入口を設け、空温式加温器から流出するガスを流す二次側流路にガス圧が２．５ＭＰａ未満の都市ガスを注入可能な第２注入口を設けることにより、ガス減圧設備にガス圧の異なるガスを注入しても、このガスを所望の圧力及び温度にすることができる。このため、地震や火災等の災害時において、導管が破断した場合、この破断した導管の間に本願のガス減圧設備を接続すると、ガス圧の異なるガス（例えば、ＣＮＧ、ＬＮＧ）は、ガス減圧設備によって所望の圧力及び温度を有したガスになって供給先に供給される。つまり、導管を流れるガス圧と供給源のガス圧が異なっていても、このガス圧の異なる供給源のガスを導管に供給することができる。このため、供給源のガス圧の許容範囲が拡大して、被災地における安定したガス供給を迅速に回復することができる。
【００１４】
また本発明のガス減圧方法は、ガスを減圧する減圧器の下流側に配設された空温式加温器が、減圧器よって減圧されて温度低下したガスを、空温式加温器に設けられた内部流路の一方側の開口部から他方側の開口部に流す方向及び他方側の開口部から一方側の開口部に流す方向のいずれかの方向に切り替えて流して温めることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、減圧器の下流側に配設された空温式加温器は、減圧器よって減圧されて温度低下したガスを、空温式加温器に設けられた内部流路の一方側の開口部から他方側の開口部に流す方向及び他方側の開口部から一方側の開口部に流す方向のいずれかの方向に切り替えて流して温めることにより、空温式加温器の内部流路内をガスが一方側に流れているときに、この空温式加温器の熱交換能力が低下した場合、内部流路内を流れるガスの流通方向を他方側に切り替えることで、空温式加温器の熱交換能力が回復した状態で空温式加温器にガスを流すことができる。このため、空温式加温器内を流れるガスの流通方向を切り替えるだけで空温式加温器の熱交換能力を回復することができる。またガス減圧設備が２つの空温式加温器を備えて、一方の空温式加温器の熱交換能力が低下すると、この加温器の使用を停止して他方の空温式加温器を使用する場合と比較して、本発明のガス減圧方法は、設備の小型化を可能にすることができる。
【００１６】
また、本発明のガス減圧方法は、空温式加温器の内部流路内を流れるガスの流通方向が、該空温式加温器の熱交換能力状態に応じて切り替えられることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、空温式加温器の内部流路内を流れるガスの流通方向は、該空温式加温器の熱交換能力状態に応じて切り替えられることにより、一方側のガス流通によって空温式加温器の熱交換能力が低下した場合、ガスの流通方向を一方側から他方側に切り替えることで、空温式加温器の熱交換能力を即座に回復することができるとともに、不要なガス流通方法の切り替えを無くすことができる。このため、ガス供給を安定化することができ、ガス流通方向を切り替えるための切り替え弁の作動回数が減少して、この切り替え弁の故障をし難くすることができる。
【００１８】
さらに本発明のガス減圧方法は、空温式加温器の熱交換能力状態が、空温式加温器から流出したガスの温度に基づいて判断されることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、温式加温器の熱交換能力状態を空温式加温器から流出したガスの温度に基づいて判断することにより、空温式加温器の熱交換能力状態を正確に判断することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係わるガス減圧設備及びガス減圧方法によれば、減圧器の下流側に配設された空温式加温器は、減圧器よって減圧されて温度低下したガスを、空温式加温器に設けられた内部流路の一方側の開口部から他方側の開口部に流す方向及び他方側の開口部から一方側の開口部に流す方向のいずれかの方向に切り替えて流し、空温式加温器の内部流路内を流れるガスの流通方向は、該空温式加温器の熱交換能力状態に応じて切り替えることにより、設備を小型化し、系統切り替え弁の作動回数を減少して系統切り替え弁の故障がし難くいガス減圧設備及びガス減圧方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係わるガス減圧設備及びガス減圧方法の好ましい実施の形態を図１から図３に基づいて説明する。先ず、ガス減圧設備について説明する。ガス減圧設備１は、図１に示すように、上流側に配設された２つ減圧器１０，１１と、これらの減圧器１０，１１の下流側に配設された１つの空温式加温器２０とを備える。空温式加温器２０はガスを流す内部流路２１を備え、内部流路２１の両端部には開口部２１ａ，２１ｂが開口している。内部流路２１にはこの流路を流れるガスと大気との熱交換を高めるためのフィン(図示せず)が設けられている。
【００２２】
一方の減圧器１０の上流側には一次側流路３０が繋がり、この減圧器１０の下流側に二次側流路４０が繋がっている。一次側流路３０の途中には一次側分岐流路３１が繋がり、その先端部は他方の減圧器１１の上流側に繋がっている。他方の減圧器１１の下流側には二次側分岐流路４１が繋がり、この先端部は二次側流路４０の下流側に繋がっている。
【００２３】
二次側流路４０と二次側分岐流路４１との交差部４３より上流側の二次側流路４０と二次側分岐流路４１との間には連通流路５０が繋がり、この連通流路５０に前述した空温式加温器２０が設けられている。空温式加温器２０の内部流路２１の開口部２１ａ，２１ｂは連通流路５０に繋がって、内部流路２１と連通流路５０とが連通している。
【００２４】
連通流路５０及び二次側流路４０の交差部４４と減圧器１０との間の二次側流路４０、交差部４４及び交差部４３間の二次側流路４０、連通流路５０及び二次側分岐流路４１の交差部４５と減圧器１１間の二次側分岐流路４１、交差部４５及び交差部４３間の二次側分岐流路４１には、各流路を連通し及び遮断する切り替え弁６０，６１，６２，６３が設けられている。これらの切り替え弁６０，６１，６２，６３は電動で駆動する電動式であり、後述するコントローラ７０によって作動が制御される。
【００２５】
また空温式加温器２０より下流側の二次側流路４０及び二次側分岐流路４１には、これらの流路内を流れるガスの温度を検出する温度センサＴ１，Ｔ２が取り付けられている。これらの温度センサＴ１，Ｔ２は、コントローラ７０に電気的に接続されている。コントローラ７０は、温度センサＴ１，Ｔ２からの信号に応じて切り替え弁６０，６１，６２，６３の作動を制御する。即ち、図１及び図２（ａ）に示すように、コントローラ７０は、温度センサＴ１により検出された温度が所定の範囲内である場合には、切り替え弁６０，６３が開き、切り替え弁６１，６２が閉じるように、これらの切り替え弁の作動を制御する。ここで、ガス温度の所定の範囲とは、空温式加温器２０の熱交換能力が低下していない範囲にあるときに、空温式加温器２０によって温められるガスの温度範囲をいう。
【００２６】
次に、このように構成されたガス減圧設備１によるガス減圧方法について説明する。一次側流路３０を流れる高圧のガスが一方側の減圧器１０を通って減圧されて温度が低下すると、この減圧して温度低下したガスは、図２において二点鎖線で示すように、二次側流路４０、切り替え弁６０及び連通流路５０を通って空温式加温器２０の一方側の開口部２１ａから内部流路２１に流入して、空温式加温器２０によって温められて、内部流路２１の他方側の開口部２１ｂから流出して連通流路５０、切り替え弁６３、二次側分岐流路４１を流れて、二次側流路４０に流入する。ここで、空温式加温器２０に流れるガスの流通時間が長くなると、空温式加温器２０の内部流路２１の上流側のフィンに付着する氷の量が増大して、空温式加温器２０の熱交換能力が低下する。
【００２７】
その結果、温度センサＴ１により検出される温度が所定の範囲より小さくなると、図１及び図２（ｂ）に示すように、コントローラ７０は、切り替え弁６１，６２が開き、切り替え弁６０，６３が閉じるように、これらの切り替え弁の作動を制御する。
【００２８】
その結果、一次側流路３０を流れる高圧のガスは、他方の減圧器１１を通って減圧されて温度が低下して、二点鎖線で示すように、二次側分岐流路４１、切り替え弁６２及び連通流路５０を通って空温式加温器２０の他方側の開口部２１ｂから内部流路２１に流入して、空温式加温器２０によって温められる。そして、この減圧して温められたガスは、連通流路５０、二次側流路４０、切り替え弁６１を通って、二次側流路４０の下流側に流れる。つまり、空温式加温器２０内を流れるガスは、図２（ａ）に示した空温式加温器２０内の向きと逆方向に流れる。このため、着氷の少ない側の内部流路２１からガスが流入するため、空温式加温器２０の熱交換能力を即座に回復することができる。
【００２９】
そして、空温式加温器２０内を流れるガスの時間が長くなって空温式加温器２０の内部流路２１の上流側のフィンに付着する氷の量が増大して空温式加温器２０の熱交換能力が低下して、温度センサＴ２により検出される温度が所定の範囲より小さくなると、コントローラ７０は、前述した図２（ａ）で示した二点鎖線の矢印方向にガスが流れるように切り替え弁６０，６１，６２，６３の作動を制御する。そして、以下同様にして切り替え弁６０，６１，６２，６３の作動が制御される。
【００３０】
このように、減圧器１０，１１によって減圧されて温度低下したガスは、空温式加温器２０の熱交換能力に応じて空温式加温器２０内を流れるガスの向きが切り替えられるので、空温式加温器２０の熱交換能力を高い状態に維持しながら空温式加温器２０にガスを流し続けることができる。このため、ガス減圧設備が２つの空温式加温器を備えて、一方の空温式加温器の熱交換能力が低下すると、この加温器の使用を停止して他方の空温式加温器を使用する場合と比較して、本発明のガス減圧設備１は、遊ばせておく空温式加温器の存在が不要となり、設備を小型化することができる。
【００３１】
また空温式加温器２０内を流れるガスの流通方向は、空温式加温器２０の熱交換能力が低下すると切り替えられるので、空温式加温器２０の熱交換能力を即座に回復することができるとともに、不要な切り替え弁６０，６１，６２，６３の切り替えを無くすことができる。このため、ガス供給を安定化することができ、切り替え弁６０，６１，６２，６３の作動回数が減少して、切り替え弁６０，６１，６２，６３の故障をし難くすることができる。
【００３２】
また空温式加温器２０の熱交換能力状態は、空温式加温器２０から流出したガス温度に基づいて判断されるので、空温式加温器２０の熱交換能力状態を正確に判断することができる。
【００３３】
さて、前述したガス減圧設備１は、図３に示すように、都市ガスを流通する高圧導管（図示せず）に接続可能にし、ガス減圧設備１の一次側流路３０にガス圧が２．５ＭＰａ以上の都市ガス（例えば、ボンベから供給される圧縮された都市ガス（ＣＮＧ））を注入するための第１注入口７５ａを有した第１注入弁７５を設け、連通流路５０及び二次側流路４０との交差部４４と切り替え弁６１との間の二次側流路４０に、ガス圧が２．５ＭＰａ未満の都市ガス（例えば、タンクローリーから供給される液化天然ガス（ＬＮＧ））を注入するための第２注入口７７ａを有した第２注入弁７７を設けてもよい。
【００３４】
このように構成すると、ガス減圧設備１に圧力の異なるガスを所望の圧力及び温度にして流すことができる。このため、地震や火災等の災害時において、導管が破断した場合、この破断した導管の間に本願のガス減圧設備１を接続すると、ガス圧の異なるガス（ＣＮＧ、ＬＮＧ）をガス減圧設備１に注入しても、所望の圧力及び温度を有したガスを供給先に流すことができる。つまり、導管を流れるガス圧と供給源のガス圧が異なっていても、このガス圧の異なる供給源のガスを導管に供給することができる。このため、供給源のガス圧の許容範囲が拡大して、被災地における安定したガス供給を迅速に回復することができる。
【００３５】
なお、第２注入弁７７は、連通流路５０と二次側分岐流路４１の交差部と切り替え弁６３との間の二次側分岐流路４１に設けてもよい。
【００３６】
また前述した実施例では、２つの減圧器１０，１１を備えたガス減圧設備１について説明したが、減圧器の数は２つに限るものではなく、１つ又は３つ以上であってもよい。この場合、前述した空温式加温器２０の動作を同様に適用することで、前述した実施例と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態に係わるガス減圧設備の配管図を示す。
【図２】このガス減圧設備の動作を説明するための配管図を示す。
【図３】ＣＮＧやＬＮＧを注入可能な注入口を設けたガス減圧設備の配管図を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１  ガス減圧設備
１０，１１  減圧器
２０  空温式加温器
２１  内部流路
２１ａ，２１ｂ  開口部
３０  一次側流路
４０  二次側流路
７５ａ  第１注入口
７７ａ  第２注入口
【図１】
2006312950.tif 000003
【図２】
2006312950.tif 000004
【図３】
2006312950.tif 000005