(57)【要約】【課題】水中燃焼式気化装置の水中燃焼バーナーに供給する燃料ガスの圧力及び温度の調整を、簡便な構成で可能にする。【解決手段】水中燃焼式気化装置１は、水槽１１内に設置されて低温液化ガスを気化させる熱交換器３が出力したガスの一部を、水中燃焼バーナー２に燃料として供給するよう構成された燃料供給機構４を備える。燃料供給機構は、所定圧力のガスを減圧するよう構成された減圧器４１と、減圧器を通過後の低温ガスの温度を、水中燃焼バーナーに供給する前に高めるよう構成された昇温部４２とを有する。昇温部は、水槽内に浸漬配置されかつ、低温ガスが流れる伝熱管４２１によって構成されている。【選択図】図１
2015055269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯留する水槽と、
水中燃焼バーナーを有しかつ、前記水槽内に当該水中燃焼バーナーの燃焼ガスを噴出するように構成された燃焼部と、
前記水槽内に浸漬配置された伝熱管を有しかつ、当該伝熱管内を通過する低温液化ガスを気化した上で、所定圧力のガスを出力するよう構成された熱交換器と、
前記熱交換器が出力したガスの一部を、前記水中燃焼バーナーに燃料として供給するよう構成された燃料供給機構と、を備え、
前記燃料供給機構は、前記所定圧力のガスを減圧するよう構成された減圧器と、当該減圧器を通過後の低温ガスの温度を、前記水中燃焼バーナーに供給する前に高めるよう構成された昇温部とを有し、
前記昇温部は、前記水槽内に浸漬配置されかつ、前記低温ガスが流れる伝熱管によって構成されている水中燃焼式気化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水中燃焼式気化装置において、
前記燃焼部は、前記水槽内の所定の領域に配設されかつ、前記燃焼ガスを前記水槽内に気泡として噴出するスパージパイプをさらに有し、
前記熱交換器は、複数の前記伝熱管がそれぞれ、上下方向に多段となるように折り返して構成されると共に、前記スパージパイプの配設領域内において並設して構成された伝熱管束を有し、
前記昇温部の前記伝熱管は、前記熱交換器と共に、前記水槽内の前記スパージパイプの配設領域に対して上方に重なる位置に配設されている水中燃焼式気化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水中燃焼式気化装置において、
前記昇温部の前記伝熱管は、前記熱交換器に一体的に設けられている水中燃焼式気化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中燃焼式気化装置において、
前記減圧器は、前記水槽の近傍に配設されている水中燃焼式気化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、水中燃焼式気化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液化天然ガスといった低温液化ガスの気化装置の一つである水中燃焼式気化装置（Submerged Combustion Vaporizer）が記載されている。この水中燃焼式気化装置は、水槽内に浸漬されたダウンカマーに設けられかつ、ブロワーから供給された空気及び燃料供給源から供給された燃料を燃焼室内で燃焼させる水中燃焼バーナーと、バーナーの燃焼ガスを水中に噴出するスパージパイプとを有する燃焼部と、前記水槽内に浸漬配置された多数の伝熱管を含む伝熱管束によって構成された熱交換器と、を備えており、水中に気泡として噴出された燃焼ガスが水槽内の水を撹拌しつつ、伝熱管束内を流れる低温液化ガスを加熱することによって、その低温液化ガスを気化させるように構成されている。
【０００３】
また、特許文献２にも、同様の水中燃焼式気化装置が記載されており、この特許文献２に記載されている水中燃焼式気化装置は特に、気化した低温液化ガスの一部を、燃料として水中燃焼バーナーに供給するように構成されている。これにより特許文献２に記載の水中燃焼式気化装置は、設備の運転費の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−７５５９９号公報
【特許文献２】特開２００２−１６８１４９号公報
【特許文献３】特公平７−１１７２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年は、気化した天然ガスの搬送効率の観点や、コンバインドサイクル発電といった新たな発電方式の効率化の観点から、水中燃焼式気化装置が出力するガスの圧力を、比較的高く設定することが考えられている。
【０００６】
その一方で、特許文献２に記載されているように気化したガスの一部を、水中燃焼バーナーの燃料として利用するときには、高圧ガスを高い圧力のまま水中燃焼バーナーに供給することができない。そのため、例えば特許文献３に記載されているように、燃料ガスの圧力を、バーナーに供給する前に、減圧器を利用して所定の圧力まで減圧する必要がある。
【０００７】
ところが、そのように燃料ガスの圧力を減圧することに伴い、減圧器を通過後の燃料ガスの温度は、大幅に低下してしまうことになる。例えば水中燃焼式気化装置から出力されるガスの温度が０℃程度でかつ、圧力が５ＭＰａ程度のときに、その圧力を０．５ＭＰａ程度にまで減圧をすれば、ガスの温度は−４０℃程度にまで低下してしまうことになる。
【０００８】
また、水中燃焼式気化装置が出力するガスの一部を、水中燃焼バーナーに供給する構成においては、減圧器から水中燃焼バーナーまでの距離は比較的近くなるため、ガスの温度が低いまま、水中燃焼バーナーに供給されることになる。尚、水中燃焼バーナーに供給するガスは、当該水中燃焼バーナーが設置された水中燃焼式気化装置から出力されたガスに限らず、ガス製造工場内の別の気化装置から出力されたガスの場合もあり得るが、その場合であっても、減圧器を通過した後のガスが水中燃焼バーナーに供給されるまでの間に、環境温度によって十分に昇温することにはならない。
【０００９】
このように、水中燃焼式気化装置が出力するガスの一部を水中燃焼バーナーに供給する構成においては、燃料ガスの圧力調整を行う結果、燃料ガスの温度が大幅に低下してしまうことになる。このような低温のガスを燃料として水中燃焼バーナーに供給することは好ましくない。また、水中燃焼バーナーに点火をする水中燃焼式気化装置の起動時には、低温の燃料ガスが、バーナーの着火性を低下させてしまうことが考えられる。
【００１０】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水中燃焼式気化装置の水中燃焼バーナーに供給する燃料ガスの圧力及び温度の調整を、簡便な構成で可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ここに開示する技術は、水を貯留する水槽と、水中燃焼バーナーを有しかつ、前記水槽内に当該水中燃焼バーナーの燃焼ガスを噴出するように構成された燃焼部と、前記水槽内に浸漬配置された伝熱管を有しかつ、当該伝熱管内を通過する低温液化ガスを気化した上で、所定圧力のガスを出力するよう構成された熱交換器と、前記熱交換器が出力したガスの一部を、前記水中燃焼バーナーに燃料として供給するよう構成された燃料供給機構と、を備える。
【００１２】
そして、前記燃料供給機構は、前記所定圧力のガスを減圧するよう構成された減圧器と、当該減圧器を通過後の低温ガスの温度を、前記水中燃焼バーナーに供給する前に高めるよう構成された昇温部とを有し、前記昇温部は、前記水槽内に浸漬配置されかつ、前記低温ガスが流れる伝熱管によって構成されている。
【００１３】
この構成によると、燃焼部の水中燃焼バーナーが稼働して、その燃焼ガスが水槽内に噴出することに伴い水槽内の水の温度が高まる。熱交換器の伝熱管内を通過する低温液化ガスは、この水槽内の水と熱交換を行うことによって気化し、気化したガスは、水中燃焼式気化装置から出力される。出力するガスの圧力は所定圧力に設定される。ここで、低温液化ガスは、例えば液化天然ガスとしてもよいが、これに限定されるものではない。
【００１４】
水中燃焼式気化装置が出力したガスの一部は、燃料供給機構によって、水中燃焼バーナーに燃料ガスとして供給される。ここで、燃料供給機構によって、水中燃焼バーナーに燃料ガスとして供給するガスは、当該水中燃焼バーナーが設置された水中燃焼式気化装置が出力したガスそのものでなくてもよい。つまり、他の水中燃焼式気化装置や、その他の構成の気化装置が出力したガスを含んでいてもよい。また水中燃焼式気化装置の起動時には、当該水中燃焼式気化装置が出力するガスは、実質的に存在しないため、他の水中燃焼式気化装置や、その他の構成の気化装置が出力したガスを、水中燃焼バーナーに供給すればよい。
【００１５】
燃料供給機構は、所定圧力のガスを減圧するよう構成された減圧器と、当該減圧器を通過後の低温ガスの温度を、前記水中燃焼バーナーに供給する前に高めるよう構成された昇温部とを有している。水中燃焼式気化装置が出力するガスの一部を水中燃焼バーナーに供給する構成においては、減圧器から水中燃焼バーナーまでの距離が比較的近くなるものの、燃料供給機構は、減圧器の通過によって低下した燃料ガスの温度を十分に高めた上で、水中燃焼バーナーに燃料ガスを供給することが可能になる。つまり、水中燃焼バーナーには、所定の温度及び所定の圧力の燃料ガスが供給される。こうして、低温の燃料ガスが水中燃焼バーナーに供給されることがなくなるから、例えば水中燃焼バーナーの点火時には、着火性が向上する。
【００１６】
前記の昇温部は、前記水槽内に浸漬配置された伝熱管によって構成されている。これにより、減圧器を通過後の低温ガスは、昇温部の伝熱管内を流れる間に、水槽内の水と熱交換を行って昇温する。水中燃焼式気化装置を構成する水槽を利用することによって、低温ガスを昇温するための熱源を別途確保する必要がなくなり、また、昇温部のために必要な設置スペースを別途確保する必要もなくなる。こうして、設備の簡略化が図られる。
【００１７】
水中燃焼式気化装置の水槽内の水温は、水中燃焼式気化装置の稼働時は十分に高温であることは勿論のこと、水中燃焼式気化装置の停止時においても、熱容量が十分に大きいため、大幅には低下しない。また、前記の構成では、減圧器を通過後の低温ガスを昇温するため、熱効率が高くなる。水槽内の水温としては、それほど高い温度は要求されない。そのため、水中燃焼式気化装置の起動時に水中燃焼バーナーに供給する燃料ガスの温度を、昇温部によって所定の温度にまで高めることが可能になる。尚、水槽内の水を加熱するヒータを取り付けたり、スチームを供給したりすることで、水中燃焼式気化装置の停止時において、水温を所定温度に維持する構成を採用してもよい。
【００１８】
前記燃焼部は、前記水槽内の所定の領域に配設されかつ、前記燃焼ガスを前記水槽内に気泡として噴出するスパージパイプをさらに有し、前記熱交換器は、複数の前記伝熱管がそれぞれ、上下方向に多段となるように折り返して構成されると共に、前記スパージパイプの配設領域内において並設して構成された伝熱管束を有し、前記昇温部の前記伝熱管は、前記熱交換器と共に、前記水槽内の前記スパージパイプの配設領域に対して上方に重なる位置に配設されている、としてもよい。
【００１９】
水中燃焼式気化装置において、燃焼ガスを気泡として噴出するスパージパイプは、熱交換器の伝熱管束の周囲に上昇水流を発生させることで熱交換効率を高め、熱交換器における低温液化ガスの気化の促進に有利になる。前記の構成では、燃料ガスの昇温を行う昇温部の伝熱管を、熱交換器と共に水槽内のスパージパイプの配設領域に対して上方に重なる位置に配設することにより、この昇温部における燃料ガスの昇温も促進される。
【００２０】
前記昇温部の前記伝熱管は、前記熱交換器に一体的に設けられている、としてもよい。
【００２１】
水槽内に設置される熱交換器と一体的に、燃料ガスの昇温部を設けることで、スペース効率の向上に有利になる。
【００２２】
前記減圧器は、前記水槽の近傍に配設されている、としてもよい。減圧器を通過した後のガスの温度は低下するが、減圧器を水槽の近傍に配設することにより、その減圧器に接続される昇温部の伝熱管を、水槽内に直ぐに導入することが可能になる。このことは、低温のガスが流れる配管の領域を可能な限り短くする。その結果、低温仕様にする必要がある配管構成を、できるだけ少なくして、設備の簡略化が図られる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、前記の水中燃焼式気化装置によると、熱交換器が出力したガスの一部を、水中燃焼バーナーに燃料ガスとして供給する燃料供給機構が、所定圧力のガスを減圧するよう構成された減圧器と、水槽内に浸漬配置された伝熱管によって構成された昇温部とを有していることで、簡便な構成で、燃料ガスの圧力及び温度の調整が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】水中燃焼式気化装置の構成を示す概略図である。
【図２】熱交換器の構成を示す正面図である。
【図３】熱交換器の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、水中燃焼式気化装置の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は例示である。
【００２６】
図１は、水中燃焼式気化装置１の構成を概念的に示している。この水中燃焼式気化装置１は、液化天然ガス（ＬＮＧ）の気化装置であって、例えばガス製造工場に設置されている。水中燃焼式気化装置１は、水を貯留する水槽１１と、水槽１１中に浸漬されると共に、ＬＮＧの流路となる多数の伝熱管が多段に曲げ成形されて構成された熱交換器３と、水槽１１内に浸漬して配設されたダウンカマー１３に設けられると共に、後述する燃料供給機構４を通じて供給された燃料ガスと、ブロワー１４を通じて供給された空気とを、水面よりも下側となる位置で燃焼させる水中燃焼バーナー２と、水槽１１の底部に配設されてダウンカマー１３の下端に連通すると共に、水中燃焼バーナー２の燃焼ガスが噴出する多数の小孔が形成されたスパージパイプ１５と、水槽１１の上部に配設されかつ、燃焼排ガスを排気するスタック１６と、を備えて構成されている。水中燃焼バーナー２、ダウンカマー１３、及びスパージパイプ１５等を含んで燃焼部５が構成される。
【００２７】
水中燃焼式気化装置１は、水中燃焼バーナー２の燃焼ガスをスパージパイプ１５の小孔を通じて水槽１１内に気泡として噴出させることによって、水槽１１内の水を撹拌しつつ、熱交換器３内を通過するＬＮＧを加熱する。このことによって、ＬＮＧを気化させて天然ガス（ＮＧ）とし、これを熱交換器３の出口から送り出すように構成されている。水中燃焼式気化装置１は、燃焼ガスを気泡として水槽１１内に噴出して水槽１１内の水を撹拌することが可能であることから熱効率が極めて高いという特徴がある。
【００２８】
図２及び図３は、水槽１１内に配置された熱交換器３の正面図及び平面図である。尚、以下の説明では、便宜上、図２の紙面左右方向をＸ方向、図２の紙面上下方向をＺ方向とし、図３の紙面左右方向をＸ方向、図３の紙面上下方向をＹ方向とする。
【００２９】
熱交換器３は、複数本の伝熱管３１を含んで構成される伝熱管束３２と、ＬＮＧを各伝熱管３１に分配する入側ヘッダタンク３３と、各伝熱管３１からのＮＧを集合させる出側ヘッダタンク３４とを備えて構成されている。これら伝熱管束３２、入側ヘッダタンク３３及び出側ヘッダタンク３４は、水槽１１内の底部に設置されたフレーム３５に支持されている。
【００３０】
入側ヘッダタンク３３は、フレーム３５の下部におけるＸ方向の一端部（図２、３における紙面左端部）で、Ｙ方向に延びるように配設されている。入側ヘッダタンク３３には、図２、３では図示を省略するが、ＬＮＧの供給管が接続されている。
【００３１】
出側ヘッダタンク３４は、フレーム３５の上部におけるＸ方向の一端部（図２、３における紙面左端部）で、Ｙ方向に延びるように配設されている。出側ヘッダタンク３４は、入側ヘッダタンク３３の上方に配置されている。こうして、水槽１１内においてＬＮＧは、熱交換器３の伝熱管３１内を下から上に流れることになる。出側ヘッダタンク３４には、図２、３では図示を省略するが、ＮＧの排出管が接続されている。
【００３２】
伝熱管３１は、図例では、２本の伝熱管３１、３１が一組となって構成されており、伝熱管束３２は、図３に示すように、Ｙ方向に所定の間隔を設けて並設された複数の伝熱管３１を含んで構成されている。各伝熱管３１は、その一端が入側ヘッダタンク３３の上部に接続されると共に、その他端が出側ヘッダタンク３４の下部に接続され、その中間部が、Ｚ方向に多段となるように、Ｘ方向にジグザグに折り返して構成されている。伝熱管束３２を含む熱交換器３は、例えばステンレス鋼製である。尚、図示は省略するが、各伝熱管３１には、その内部に、螺旋状の伝熱促進体が挿入される場合がある。
【００３３】
熱交換器３のフレーム３５の下部には、複数のスパージパイプ１５が配設されている。各スパージパイプ１５は、入側及び出側ヘッダタンク３３、３４と同様に、Ｙ方向に延びて配設されていると共に、Ｘ方向に所定の間隔を空けて複数、並設されている。熱交換器３の伝熱管束３２は、水槽１１内においてスパージパイプ１５の配設領域に対し、上方に重なる位置に配設される。これにより、スパージパイプ１５から噴出される燃焼ガスの気泡により、伝熱管束３２の間を通って下から上に向かう上昇水流が生じる。この上昇水流によって、熱交換器３における熱交換効率が向上する。
【００３４】
ここで、ＮＧの搬送効率の観点や、コンバインドサイクル発電といった新たな発電方式の効率化の観点から、水中燃焼式気化装置１が出力するＮＧの圧力は、比較的高く設定される。また、水中燃焼式気化装置１が出力するＮＧの温度は、０〜３０℃程度である。
【００３５】
そうして、この水中燃焼式気化装置１では、図１に一点鎖線の矢印で示すように、熱交換器３が出力するＮＧの一部を、水中燃焼バーナー２に燃料ガスとして供給するように構成されている。ここで、水中燃焼バーナー２に供給する燃料ガスは、当該水中燃焼バーナー２が設置されている水中燃焼式気化装置１が出力するＮＧそのものとすることに限らず、ガス製造工場に設置されている別の水中燃焼式気化装置や、当該工場に設置されている他の構成の気化装置が出力するＮＧを含んでいてもよい。停止状態の水中燃焼式気化装置１を起動すべく、水中燃焼バーナー２に点火をする時点では、当該水中燃焼式気化装置１が出力するＮＧは、実質的に存在しない。そのため、水中燃焼式気化装置１の起動時には少なくとも、別の気化装置からの燃料ガスが、水中燃焼バーナー２に供給される。
【００３６】
図１に示すように、水中燃焼バーナー２に燃料ガスを供給する燃料供給機構４は、燃料ガス（つまりＮＧ）の圧力を低下させる減圧器４１と、減圧後に低温になった燃料ガスの温度を高める昇温部４２と、を備えて構成されている。これにより、燃料供給機構４は、水中燃焼バーナー２に供給する燃料ガスの温度及び圧力を、それぞれ所定の温度及び圧力に調整する。
【００３７】
減圧器４１は、熱交換器３が出力する所定圧力のＮＧを減圧する。減圧器４１は、例えば５ＭＰａから、０．５ＭＰａ程度にまでＮＧを減圧する場合もある。減圧器４１は、一例として、一段又は複数段に配置された減圧弁によって構成してもよい。減圧器４１は、図１に概念的に示すように、水槽１１の近傍に、図例では、水槽１１の上面開口を塞ぐ蓋の直上に配設されている。これにより、この減圧器４１に接続されかつ、後述するように、減圧後のＮＧが流れる昇温部４２の配管を、水槽１１内に直ぐに導入することが可能になる。
【００３８】
昇温部４２は、減圧器４１を通過することによって低温になったＮＧの温度を高める部分であり、この昇温部４２は、水槽１１内に浸漬配置された伝熱管４２１によって構成されている。伝熱管４２１は、図２、３に示すように、熱交換器３と一体的に設けられている。詳しくは、昇温部４２は、複数本の伝熱管４２１を含む伝熱管束４２２と、入側ヘッダタンク４２３と、出側ヘッダタンク４２４とを備えて構成されている。
【００３９】
入側ヘッダタンク４２３は、減圧器４１を通過後の低温の燃料ガスを各伝熱管４２１に分配するヘッダタンクであり、熱交換器３のフレーム３５の下部においてＸ方向の他端部（図２、３における紙面右端部）に配設されている。従って、昇温部４２の入側ヘッダタンク４２３は、熱交換器３の入側ヘッダタンク３３に対して、伝熱管束３２を挟んだ逆側に配置されている。入側ヘッダタンク４２３は、図２、３では図示を省略するが、減圧器４１に接続された配管に連通している（図１参照。尚、図１においては昇温部４２を概念的に描いているため、入側及び出側ヘッダタンク４２３、４２４を明示していない）。
【００４０】
出側ヘッダタンク４２４は、各伝熱管４２１を通過することによって昇温した燃料ガスを集合するヘッダタンクであり、熱交換器３のフレーム３５の上部においてＸ方向の他端部に配設されている。従って、出側ヘッダタンク４２４は、入側ヘッダタンク４２３に対して上方位置でかつ、熱交換器３の出側ヘッダタンク３４に対して、伝熱管束３２を挟んだ逆側に配置されている。こうして、燃料ガスもまた、ＬＮＧと同様に、水槽１１内において伝熱管４２１内を下から上に流れることになる。出側ヘッダタンク４２４は、水中燃焼バーナー２に接続されている（図１参照）。
【００４１】
昇温部４２の伝熱管束４２２は、熱交換器３の伝熱管束３２と同様に構成されている。すなわち、伝熱管束４２２は、図２の例では、２本一組に構成された伝熱管４２１の一端が入側ヘッダタンク４２３の上部に接続されると共に、各伝熱管４２１の他端が出側ヘッダタンク４２４の下部に接続され、その中間部が、Ｚ方向に多段となるように、Ｘ方向にジグザグに折り返して構成されている。昇温部４２の伝熱管束４２２はまた、図３に示すように、Ｙ方向に並設した熱交換器３の伝熱管束３２に対し、Ｙ方向の一側（図３における紙面下側）に配設されている。昇温部４２の伝熱管４２１の配設位置は、図例に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。例えば熱交換器３の伝熱管束３２に対し、Ｙ方向の他側（図３における紙面上側）に、昇温部４２の伝熱管４２１を配置してもよいし、熱交換器３の伝熱管束３２におけるＹ方向の中間位置に、昇温部４２の伝熱管４２１を配置してもよい。
【００４２】
昇温部４２の伝熱管４２１は比較的少ない本数ですむため、熱交換器３と一体的に設けることが可能であり、スペース効率が向上する。このような伝熱管束４２２を含む昇温部４２もまた、熱交換器３と同様に、例えばステンレス鋼製とすればよい。
【００４３】
また、昇温部４２の伝熱管４２１は、熱交換器３の伝熱管３１に内挿する伝熱促進体と同様の伝熱促進体を、その内部に内挿して構成してもよい。また、昇温部４２の伝熱管４２１は、ＬＮＧが流れず、ＮＧのみが流れることから、熱交換器３の伝熱管３１とは別の構成を採用してもよい。
【００４４】
以上の構成の水中燃焼式気化装置１において、その運転時には、水中燃焼バーナー２に対し、ブロワー１４を通じて空気が供給されると共に、燃料供給機構４を通じて燃料ガスが供給される。そうして、水中燃焼バーナー２の燃焼ガスは、スパージパイプ１５に形成された多数の小孔を通じて、水槽１１内に気泡として噴出する。
【００４５】
この気泡を含む流れは、熱交換器３の伝熱管束３２の間を通って上方へと流れるようになる。一方で、熱交換器３では、入側ヘッダタンク３３を通じて各伝熱管３１にＬＮＧが流入し、多段に構成された伝熱管３１内をＬＮＧが流れる。この間にＬＮＧは加熱されて気化する。各伝熱管３１において気化したＮＧは、出側ヘッダタンク３４に集合された後、水中燃焼式気化装置１から出力される。出力されるＮＧの圧力は、所定の高圧に設定されかつ、温度は、所定温度（例えば０〜３０℃）になる。
【００４６】
水中燃焼式気化装置１から出力されるＮＧの一部は、前述したように、燃料供給機構４を通じて水中燃焼バーナー２に、燃料ガスとして供給される。すなわち、ＮＧは先ず、減圧器４１を通過することにより、水中燃焼バーナー２への供給に適した所定の圧力にまで減圧する。減圧後のＮＧの温度は、例えば−４０℃になる。
【００４７】
減圧後の低温ＮＧはその後、昇温部４２の配管を通じて水槽１１内に導入され、入側ヘッダタンク４２３から各伝熱管４２１内へと流入する。昇温部４２の伝熱管４２１は、熱交換器３の伝熱管３１と同様に、スパージパイプ１５から噴出された気泡を含む気液二相流に曝される。昇温部４２の伝熱管４２１内を流れる低温のＮＧは加熱される。そうして、所定の温度（例えば０℃以上）になったＮＧは、出側ヘッダタンク４２４に集合された後に、水中燃焼バーナー２に供給される。
【００４８】
こうして、前記の構成の水中燃焼式気化装置１においては、所定の温度及び圧力に調整した燃料ガスを、水中燃焼バーナー２に供給することが可能になる。このように、水中燃焼式気化装置１から出力されるＮＧの一部を水中燃焼バーナー２に供給する構成においては、減圧器４１と水中燃焼バーナー２との距離は比較的近くなるため、減圧器４１を通過した後の低温のＮＧは、環境温度では十分に昇温しないものの、水槽１１内の水温を利用することによって、水中燃焼バーナー２に供給する燃料ガスの温度を効率的に高めることが可能になる。
【００４９】
前記の構成では、減圧後に低温となったＮＧを、水中燃焼式気化装置１の水槽１１を利用して昇温しているため、ＮＧの昇温のための熱源を別途用意する必要がなく、しかも、ＮＧを昇温する昇温部４２のための設置スペースを別途確保する必要もない。このことは、設備を簡略化する上で有利である。
【００５０】
また、前記で説明したように水中燃焼式気化装置１を稼働している最中は、水槽１１内の水温は十分に高温であるため、ＮＧを十分に昇温することが可能である。また、水中燃焼式気化装置１が停止しているときも、水槽１１内の水温は、比較的大きい熱容量によって、大幅に低下することはない。また、減圧後に低温になったＮＧを昇温するため、熱効率が高くなり、ＮＧを所定温度にまで昇温するために要求される水槽１１内の水温としては、それほど高い水温は要求されない。つまり、水中燃焼式気化装置１の起動時にも、水槽１１はＮＧを昇温するための熱源として利用可能である。
【００５１】
一方で、水中燃焼バーナー２が配設されるダウンカマー１３内は、水槽１１内に設置されていることから、湿度が極めて高い状態にある。そのため、水中燃焼バーナー２の点火時に、マイナス数十℃程度のＮＧをバーナー２に供給してしまうと、空気中の水分が氷結するため、水中燃焼バーナー２の着火性を低下させることが考えられる。
【００５２】
従って、停止している水中燃焼式気化装置１を起動するときに、減圧器４１によって所定圧力に減圧したＮＧを、昇温部４２によって０℃程度にまで昇温することによって、水中燃焼バーナー２の着火性の低下を回避して、水中燃焼バーナー２を確実に点火することが可能になる。尚、水中燃焼式気化装置１の起動時には、当該ガス製造工場における、他の気化装置において気化したＮＧが、燃料ガスとして供給されることになる。
【００５３】
尚、装置を停止している最中に、水槽１１内の水温を所定温度に確実に維持するために、図示は省略するが、水を加熱するヒータを別途設けたり、スチームを利用したりしてもよい。
【００５４】
また、前述したように、昇温部４２の伝熱管４２１を、熱交換器３の伝熱管束３２と一体的に設けているため、スパージパイプ１５から噴出される気泡を利用して、低温のＮＧを効果的に昇温することが可能になる。このことは特に、水中燃焼式気化装置１が出力するＮＧの圧力が高く設定される一方で、減圧器４１において、そのＮＧの圧力を大きく減圧する結果、ＮＧの温度が大幅に低下する構成において、水中燃焼バーナー２への供給前に、簡便な構成でＮＧの温度を十分に高めることを可能にする。
【００５５】
さらに、減圧器４１は、図１に示すように、水槽１１の近傍に配置されており、これによって、この減圧器４１に接続される昇温部４２の配管を、水槽１１内に直ぐに導入することが可能になる。このことは、当該配管において、減圧器４１の通過後の低温ＮＧが流れる箇所を、できるだけ短くすることになり、低温仕様が要求される配管部分の長さが短くなるという利点がある。このことは、設備の簡略化に寄与する。
【００５６】
尚、前記の構成では、昇温部４２の入側ヘッダタンク４２３及び出側ヘッダタンク４２４を、熱交換器３の入側ヘッダタンク３３及び出側ヘッダタンク３４に対し、伝熱管束３２を挟んだ逆側に配置しているが、入側ヘッダタンク４２３及び出側ヘッダタンク４２４の配設位置は、特に限定されるものではなく、熱交換器３の入側ヘッダタンク３３及び出側ヘッダタンク３４と同じ側に配設するようにしてもよい。
【００５７】
また、昇温部４２の伝熱管４２１は、熱交換器３の伝熱管束３２を構成すべく配置した伝熱管３１の一部を、熱交換器３の入側ヘッダタンク３３及び出側ヘッダタンク３４に接続するのではなく、昇温部４２の入側ヘッダタンク４２３及び出側ヘッダタンク４２４に接続することによって構成するようにしてもよい。このような構成は、既存の水中燃焼式気化装置を改造することによって、前記構成の水中燃焼式気化装置１を構成することを可能にするものである。
【００５８】
また、昇温部４２の伝熱管束４２２は、少なくとも水槽１１内に浸漬配置されていればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  水中燃焼式気化装置
１１  水槽
１５  スパージパイプ
２  水中燃焼バーナー
３  熱交換器
３１  伝熱管
３２  伝熱管束
４  燃料供給機構
４１  減圧器
４２  昇温部
４２１  伝熱管
５  燃焼部
【図１】
2015055269.tif 000003
【図２】
2015055269.tif 000004
【図３】
2015055269.tif 000005