(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、
前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、
前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、
前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部と
を備えており、
前記中間供給部は、前記液膜流れと空気巻込み流れが繰り返し生じる前記伝熱管の高さ範囲において、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させる、
気化装置。
【請求項２】
液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、
前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、
前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、
前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部と
を備えており、
前記中間供給部は、前記液膜流れの空気巻込みに起因して前記加熱用液体の熱伝達率が低下する前記伝熱管の高さ範囲において、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させる、
気化装置。
【請求項３】
液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、
前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、
前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、
前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部と
を備えており、
前記中間供給部は、前記伝熱管の全高の半分以下の高さの範囲において、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させる、
気化装置。
【請求項４】
液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、
前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、
前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、
前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部と
を備えており、
前記中間供給部は、前記追加の加熱用液体が記液膜流れに流入する流入角度θが、０＜θ≦６０°になるように、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させる、
気化装置。
【請求項５】
液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、
前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、
前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、
前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部と
を備えており、
前記中間供給部は、前記追加の加熱用液体が前記中間供給部から流出するときの流出速度Ｕが、
【数１】
0006668169.tif 000009
（ここで、θ１は追加の加熱用液体が中間供給部から流出するときの水平面に対する角度、Ｌは、中間供給部から液膜流れまでの追加の加熱用液体の水平移動距離、ｇは重力加速度である）
になるように、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させる、
気化装置。
【請求項６】
前記トラフに接続されたトラフ供給管と、
前記トラフ供給管を介して前記トラフへ前記加熱用液体を送るポンプと、
一端が前記トラフ供給管の途中に接続され、他端が前記中間供給部に接続された中間供給管と、
をさらに備えている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の気化装置。
【請求項７】
液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、
前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、
前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、
前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部と
を備えており、
前記トラフに接続されたトラフ供給管と、
前記トラフ供給管を介して前記トラフへ前記加熱用液体を送るポンプと、
前記ポンプから排出される前記加熱用液体の一部を前記加熱用液体の供給源へ戻すバイパスラインと、
一端が前記バイパスラインの途中に接続され、他端が前記中間供給部に接続された中間供給管と、
をさらに備えている、
気化装置。
【請求項８】
液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、
前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、
前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、
前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部と
を備えており、
前記中間供給部は、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置された管状部材であって、その周面において各伝熱管の外表面へ向けて前記追加の加熱用液体を供給する複数の供給口を有する管状部材を備える、
気化装置。
【請求項９】
前記伝熱管は、前記液化ガスが通る流路を内在する管状の本体部と、前記本体部の外周面から外方に向かって突出する複数のフィンとを備え、
前記管状部材は、前記伝熱管の外表面のうち当該管状部材に最も近い位置に設けられたフィンとそれに隣接するフィンとで挟まれた領域を含む範囲に向けて前記供給口から前記追加の加熱用液体を供給する、
請求項８に記載の気化装置。
【請求項１０】
前記中間供給部は、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記追加の加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って流下させることにより、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させるサブトラフを備える、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の気化装置。
【請求項１１】
液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、
前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、
前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、
前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部と
を備えており、
前記中間供給部は、前記液膜流れの流速よりも遅い流速の前記追加の加熱用液体を当該液膜流れに合流させる
気化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温流体である液化ガスを気化させる気化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低温流体であるＬＮＧ（液化天然ガス）など種々の液化ガスを気化させる気化装置として、オープンラック型気化器が特許文献１などで知られている。
【０００３】
この種の気化器によってＬＮＧを気化させる場合、熱源としてＬＮＧよりも高温の海水などの加熱用液体が使用される。すなわち、ＬＮＧが伝熱管の内部に流入されるとともに海水が伝熱管の外面に沿って流されることにより、伝熱管を介してＬＮＧと海水との間で熱交換が行われる。これにより、ＬＮＧは、海水から受けた熱によって気化される。
【０００４】
上記の特許文献１に記載されたオープンラック型の気化器は、垂直方向に延びる多数の伝熱管を有するパネルと、当該パネルの両側に配置されたトラフとを有する。オープンラック型の気化器では、海水を当該トラフに連続的に供給し、海水をトラフの上面開口から溢れ出させて伝熱管の表面に沿って流下させる。これにより、海水を伝熱管の表面に連続的に供給して当該表面に海水による液膜状の流れ、いわゆる液膜流れを形成しながら、伝熱管を介してＬＮＧと海水との間で熱交換を行うことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０―１０３８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の気化装置では、伝熱管の上部から伝熱管の表面に沿って海水を流下させるので、海水は伝熱管の表面を流下する途中で液膜の表面が乱れて液膜流れが空気を巻き込む現象、いわゆる空気巻込みが生じるおそれがある。
【０００７】
このような液膜流れの空気巻き込みが生じた場合、伝熱管の表面を覆う液膜流れが当該表面から剥離する、いわゆる液膜剥離が生じ、それによって、海水の熱伝達率が低下するおそれがある。また、ＬＮＧの冷熱量を一定とした場合、海水と伝熱管表面との温度差に海水の熱伝達率を乗じたものが当該ＬＮＧの冷熱量に等しくなるので、海水の熱伝達率が低下すれば、それに反比例して海水と伝熱管表面との温度差が大きくなる。そのため、海水温度が低い状態では伝熱管の表面で海水が凍りやすいので、着氷量が増大するおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、伝熱管の表面を流下する海水の空気巻き込みを抑制することが可能な気化装置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】
【０００９】
上記課題を解決するためのものとして、本発明の請求項１に係る気化装置は、液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部とを備えており、前記中間供給部は、前記液膜流れと空気巻込み流れが繰り返し生じる前記伝熱管の高さ範囲において、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成では、トラフが加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成する。この状態で、中間供給部が、トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる。伝熱管の外表面に沿って下降する液膜流れは、追加の加熱用液体との合流時に、追加の加熱用液体によって伝熱管へ押し付けられるので、液膜表面が安定する。そのため、液膜流れが空気を巻き込む空気巻込みが生じるおそれを抑制することが可能である。これにより、伝熱管の表面を覆う液膜流れが当該表面からの剥離を抑えて、伝熱管の表面を流下する加熱用液体の熱伝達率の低下を抑えることが可能である。その結果、伝熱管の表面における着氷量を低減することが可能である。
【００１２】
また、液膜流れは、上記の空気巻込みによって、流れの状態が不連続になって液膜流れと空気巻込み流れが繰り返し生じる現象が生じる。そこで、上記の構成では、中間供給部が液膜流れと空気巻込み流れが繰り返し生じる伝熱管の高さ範囲において、液膜流れに対して追加の加熱用液体を合流させる。この構成により、液膜表面をより効果的に安定させて、液膜流れが空気を巻き込む空気巻込みが生じるおそれをさらに抑制することが可能である。これにより、液膜剥離に起因する加熱用液体の熱伝達率の低下を更に抑えることが可能であり、加熱用液体の温度が低い状態における着氷量をさらに低減することが可能である。
【００１３】
本発明の請求項２に係る気化装置は、液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部とを備えており、前記中間供給部は、前記液膜流れの空気巻込みに起因して前記加熱用液体の熱伝達率が低下する前記伝熱管の高さ範囲において、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させることを特徴とする。
【００１４】
伝熱管の表面を流下する加熱用液体の熱伝達率の変化を伝熱管の高さ方向で見た場合、加熱用液体が伝熱管の表面に沿って流下していくにつれて液膜流れの空気巻込みに起因して伝熱管のある高さ範囲における加熱用液体の低下する現象、すなわち、ある第１高さの位置において、加熱用液体の熱伝達率が低下を開始し、当該第１高さよりも下方の第２高さの位置で当該低下を終了して当該熱伝達率が再度上昇する現象が生じることが本発明者の実験によって判明している。そこで、上記の構成のように、中間供給部は、加熱用液体の空気巻込みに起因して加熱用液体の熱伝達率が低下する伝熱管の高さ範囲において、液膜流れに対して追加の加熱用液体を合流させることにより、液膜表面をより効果的に安定させて、液膜流れが空気を巻き込む空気巻込みが生じるおそれをさらに抑制することが可能である。これにより、液膜剥離に起因する加熱用液体の熱伝達率の低下を更に抑えることが可能であり、加熱用液体の温度が低い状態における着氷量をさらに低減することが可能である。
【００１５】
本発明の請求項３に係る気化装置は、液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部とを備えており、前記中間供給部は、前記伝熱管の全高の半分以下の高さの範囲において、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成では、中間供給部は、加熱用液体の空気巻込みが生じやすい伝熱管の全高の半分以下の高さの範囲において、液膜流れに対して追加の加熱用液体を合流させることにより、液膜表面をより効果的に安定させて、液膜流れが空気を巻き込む空気巻込みが生じるおそれをさらに抑制することが可能である。これにより、液膜剥離に起因する加熱用液体の熱伝達率の低下を更に抑えることが可能であり、加熱用液体の温度が低い状態における着氷量をさらに低減することが可能である。
【００１７】
また、液化ガスを伝熱管の下端から導入して、当該液化ガスが伝熱管の内部を上昇しながら伝熱管の外部の加熱用液体と熱交換を行うときには、伝熱管の全高の半分以下の高さの範囲において、液化ガスは液体から気体へ相変化するので、上記のように、当該範囲において加熱用液体の熱伝達率の低下を更に抑えることにより、液化ガスの気化をより効率良く行うことが可能である。
【００１８】
本発明の請求項４に係る気化装置は、液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部とを備えており、前記中間供給部は、前記追加の加熱用液体が記液膜流れに流入する流入角度θが、０＜θ≦６０°になるように、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させることを特徴とする。
【００１９】
上記の範囲内で加の加熱用液体が液膜流れに流入することにより、液膜流れを乱すことなく、加熱用液体を液膜流れに合流させることが可能である。
【００２０】
本発明の請求項５に係る気化装置は、液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部とを備えており、前記中間供給部は、前記追加の加熱用液体が前記中間供給部から流出するときの流出速度Ｕが、
【００２１】
【数１】
0006668169.tif 000002
（ここで、θ１は追加の加熱用液体が中間供給部から流出するときの水平面に対する角度、Ｌは、中間供給部から液膜流れまでの追加の加熱用液体の水平移動距離、ｇは重力加速度である）
になるように、前記液膜流れに対して前記追加の加熱用液体を合流させることを特徴とする。
【００２２】
上記の範囲内で加の加熱用液体が液膜流れに流入することにより、液膜流れを乱すことなく、加熱用液体を液膜流れに合流させることが可能である。
【００２３】
前記気化装置は、前記トラフに接続されたトラフ供給管と、前記トラフ供給管を介して前記トラフへ前記加熱用液体を送るポンプと、一端が前記トラフ供給管の途中に接続され、他端が前記中間供給部に接続された中間供給管と、をさらに備えてもよい。
【００２４】
かかる構成では、ポンプからトラフ供給管を介してトラフへ送られる加熱用液体のうちの一部を中間供給管を介して中間供給部へ送ることが可能になるので、１つのポンプからトラフおよび中間供給部へそれぞれ加熱用液体を分配することが可能になる。そのため、ポンプ動力を増加させることなく、中間供給部から供給される追加の加熱用液体によって液膜流れの空気巻込みを防ぐことが可能になり、加熱用液体の伝熱性能を向上させることが可能である。
【００２５】
本発明の請求項７に係る気化装置は、液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部とを備えており、前記トラフに接続されたトラフ供給管と、前記トラフ供給管を介して前記トラフへ前記加熱用液体を送るポンプと、前記ポンプから排出される前記加熱用液体の一部を前記加熱用液体の供給源へ戻すバイパスラインと、一端が前記バイパスラインの途中に接続され、他端が前記中間供給部に接続された中間供給管と、をさらに備えていることを特徴とする。
【００２６】
かかる構成では、バイパスラインを介して加熱用液体の供給源へ戻される加熱用液体の一部を中間供給管を介して中間供給部へ送ることが可能になる。そのため、ポンプ動力を増加させることなく、中間供給部から供給される追加の加熱用液体によって液膜流れの空気巻込みを防ぐことが可能になり、加熱用液体の伝熱性能を向上させることが可能である。しかも、この構成では、ポンプからトラフ供給管を介してトラフへ送られる加熱用液体の流量は、バイパスラインを介して中間供給部へ送られる加熱用液体によって減少されないので、トラフから伝熱管へ流下させる加熱用液体の伝熱性能の低下が生じない。
【００２７】
本発明の請求項８に係る気化装置は、液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部とを備えており、前記中間供給部は、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置された管状部材であって、その周面において各伝熱管の外表面へ向けて前記追加の加熱用液体を供給する複数の供給口を有する管状部材を備えることを特徴とする。
【００２８】
かかる構成では、追加の加熱用液体を複数の供給口から各伝熱管の外表面へ分散して供給することが可能になり、少ない追加の加熱用液体を用いて液膜流れの空気巻込みを確実に抑えることが可能になる。
【００２９】
前記伝熱管は、前記液化ガスが通る流路を内在する管状の本体部と、前記本体部の外周面から外方に向かって突出する複数のフィンとを備え、前記管状部材は、前記伝熱管の外表面のうち当該管状部材に最も近い位置に設けられたフィンとそれに隣接するフィンとで挟まれた領域を含む範囲に向けて前記供給口から前記追加の加熱用液体を供給してもよい。
【００３０】
上記のように管状部材を備えた中間供給部の場合、供給口から伝熱管の外表面のうち当該管状部材に最も近いフィンとそれに隣接するフィンとで挟まれた領域を含む範囲に向けて追加の加熱用液体を供給することにより、当該領域に供給された追加の加熱用液体が伝熱管の周面を中間供給部に近い位置から遠い位置へ流れることによって他のフィンへも追加の加熱用液体を当てることが可能になる。これにより、追加の加熱用液体による液膜流れの空気巻込みを抑制する効果を向上させることが可能になる。また、この場合、追加の加熱用液体が伝熱管の周面を中間供給部に近い位置から遠い位置へ流れるので、空気巻込み効果を損なうことなく、管状部材を伝熱管へ近づけて配置することが可能になる。さらに、追加の加熱用液体が伝熱管を中間供給部に近い位置から遠い位置へ流れることによって、追加の加熱用液体が液膜流れに合流したときの液膜流れの飛散を抑えることも可能になる。
【００３１】
前記中間供給部は、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記追加の加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って流下させることにより、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させるサブトラフを備えてもよい。
【００３２】
かかる構成では、サブトラフから前記液膜流れに沿って前記追加の加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って流下させることにより、各伝熱管の外表面における液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を確実に合流させることが可能である。
【００３３】
本発明の請求項１１に係る気化装置は、液化ガスと当該液化ガスよりも高温の加熱用液体との間で熱交換を行うことにより当該液化ガスを気化させる気化装置であって、前記液化ガスが導入される複数の伝熱管が立てた状態で並んで構成される伝熱管パネルと、前記複数の伝熱管が並ぶ方向に延びるように前記伝熱管パネルに沿って配置され、前記加熱用液体を各伝熱管の外表面に沿って連続的に流下させることにより、当該伝熱管の外表面に前記加熱用液体による液膜流れを形成するトラフと、前記トラフから流下した加熱用液体に向けて追加の加熱用液体を供給して、前記液膜流れに対して当該追加の加熱用液体を合流させる中間供給部とを備えており、前記中間供給部は、前記液膜流れの流速よりも遅い流速の前記追加の加熱用液体を当該液膜流れに合流させることを特徴とする。
【００３４】
かかる構成では、液膜流れの流速よりも遅い流速の追加の加熱用液体を当該液膜流れに合流させることにより、液膜流れの平均流速を遅くすることが可能になり、液膜流れの空気巻込みを確実に抑えることが可能になる。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明の気化装置によれば、伝熱管の表面を流下する海水の空気巻き込みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る気化装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の伝熱管パネルおよびその周辺部を当該伝熱管パネルの正面側から見た図である。
【図３】（ａ）はトラフおよびスパージ管から海水が伝熱管の外表面に供給される様子を示す説明図、（ｂ）は伝熱管の外表面において液膜流れと追加の海水とが合流する様子を示す図である。
【図４】（ａ）は図１のトラフおよび伝熱管の配置を示す図、（ｂ）は伝熱管高さと海水側熱伝達効率ｈｏの関係を示すグラフである。
【図５】（ａ）は安定区間における液膜流れの状態を示す図、（ｂ）は空気巻込区間において液膜流れの空気巻込みが発生している状態を示す図である。
【図６】本実施形態および比較例の場合における伝熱管の下端からの距離と海水の熱伝達率との関係を示すグラフである。
【図７】液膜流れに合流する追加の海水の流入角度θおよび流出速度Ｕを模式的に示す図である。
【図８】（ａ）は図１のスパージ管が伝熱管の最も近いフィン付近に追加の海水を供給する状態を示す図、（ｂ）は比較例としてスパージ管が伝熱管の最も遠いフィン付近に追加の海水を供給する状態を示す図である。
【図９】本発明の変形例に係るサブトラフを備えた気化装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図１０】（ａ）は図９のトラフおよびサブトラフから海水が伝熱管の外表面に供給される様子を示す説明図、（ｂ）は伝熱管の外表面において液膜流れと追加の海水とが合流する様子を示す図である。
【図１１】本発明の他の変形例に係るスパージ管が中間供給管を介してバイパスラインに接続された気化装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図１２】本発明のさらに他の変形例に係るサブトラフが中間供給管を介してバイパスラインに接続された気化装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図１３】追加の海水の流入角度と液膜の飛散との関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照しながら本発明の気化装置の実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００３８】
本実施形態の気化装置１は、液化ガスであるＬＮＧを当該ＬＮＧよりも高温の加熱用液体である海水との間で熱交換を行うことにより当該ＬＮＧを気化させる。
【００３９】
なお、気化装置１によって気化される液化ガスはＬＮＧ以外のもの（例えば液化窒素など）でもよい。また、加熱用液体は、海水以外の液体、例えば水（具体的には工業用水など）やエチレングリコール水溶液などでもよい。
【００４０】
気化装置１は、図１に示されるように、伝熱管パネル２と、トラフ３と、トラフ３の下方において海水を伝熱管パネル２へ供給するスパージ管４（中間供給部）と、トラフ３に接続されたトラフ供給管６と、ポンプ５と、中間供給管７とを備えている。
【００４１】
伝熱管パネル２は、図２に示されるように、ＬＮＧが導入される複数の伝熱管１１が立てた状態で並んで構成される。具体的には、伝熱管パネル２は、垂直方向に立てられた多数本の伝熱管１１と、これら伝熱管１１の下端開口にそれぞれ連通する供給側ヘッダ１２と、これら伝熱管１１の上端開口にそれぞれ連通する集合側ヘッダ１３とを備える。気化装置１では、複数の伝熱管パネル２が互いに間隔をあけて並べられ、各伝熱管パネル２について供給側ヘッダ１２が供給側マニホールド１４に接続され、さらに集合側ヘッダ１３が集合側マニホールド１５に接続される。
【００４２】
本発明では、伝熱管１１の形状はとくに限定されるものではないが、例えば、図８（ａ）に示されるように、伝熱管１１としては、ＬＮＧが通る流路を内在する管状の本体部１１ｂと、本体部の外周面から外方に向かって突出する複数のフィン１１ｃとを備えたものが採用される。
【００４３】
トラフ３は、図１〜２に示されるように、上面が開口された長尺の箱体であり、いわゆる樋の形状を有する。トラフ３は、各伝熱管パネル２の両側において、複数の伝熱管１１が並ぶ方向に延びるように伝熱管パネル２に沿って配置される。各トラフ３には、海からポンプ５を用いてトラフ供給管６を介して海水が供給される。トラフ供給管６は、ポンプ５出口に接続された主管６ａと、当該主管６ａを通して送られる海水を各トラフ３に分配する分配部６ｂを有する。
【００４４】
トラフ３は、トラフ供給管６を介して供給された海水を上面開口から溢れ出させ、海水を各伝熱管１１の外表面１１ａに沿って連続的に流下させる。これにより、当該伝熱管１１の外表面１１ａに海水による液膜流れＷ１（図３〜５参照）が形成される。
【００４５】
この気化装置１では、垂直に立てられた多数本の伝熱管１１に対しては、供給側のマニホールド１４およびヘッダ１２を介して、各伝熱管１１の内部に下側からＬＮＧが導入される。それとともに、伝熱管１１の外表面１１ａに沿って上方からトラフ３を介して海水が流下される。これにより、当該伝熱管１１を介して、伝熱管１１の内部を上昇するＬＮＧと伝熱管１１の外部を下降する海水との間で熱交換が行われる。これにより、当該ＬＮＧが気化する。ＬＮＧから気化したＮＧ（天然ガス）は、集合側ヘッダ１３およびマニホールド１５を介して、気化装置１から外部の他の設備に送られる。
【００４６】
スパージ管４は、トラフ３から流下した海水に向けて追加の海水Ｗ２を供給して、トラフ３から流下する海水によって形成された液膜流れＷ１に対して当該追加の海水Ｗ２（図３（ａ）〜（ｂ））を合流させる中間供給部として機能する。
【００４７】
具体的には、スパージ管４は、複数の伝熱管１１が並ぶ方向に延びるように伝熱管パネル２に沿って水平方向に配置された管状部材である。スパージ管４は、その周面において各伝熱管１１の外表面１１ａへ向けて追加の海水Ｗ２を供給する複数の供給口４ａ（図１〜２参照）を有する。
【００４８】
中間供給管７は、一端がトラフ供給管６（具体的にはその分配部６ｂ）の途中に接続され、他端がスパージ管４に接続されている。これにより、トラフ供給管６を介してトラフ３へ供給される海水の一部をスパージ管４へ送ることが可能になる。
【００４９】
また、本実施形態の気化装置１は、ポンプ５から排出される海水の一部を海水の供給源へ戻すバイパスライン８と、当該バイパスライン８を開閉するバイパス弁９とをさらに備えている。バイパスライン８は、ポンプ５の出口側のトラフ供給管６の主管６ａと海水の供給源である海との間を連通している。バイパスライン８を流れる海水の流量を調整することによって、ポンプ５からトラフ供給管６を介してトラフ３へ送られる海水の流量を調整することが可能である。しかも、気化装置１から出る排水をバイパスライン８を通過する海水と混合することによって、当該排水を温度調整した後に海へ戻すことが可能である。
【００５０】
伝熱管１１の外表面１１ａに沿って流下する海水は伝熱管１１上端から液膜流れＷ１を形成するが、伝熱管１１の下部では液膜流れＷ１の空気巻込みによって海水の伝熱性能が低下することが本発明者の実験等によって判明している。伝熱管１１の下部ではＬＮＧの相変化（液体から気体への変化）が生じるので、伝熱管１１の下部における海水の伝熱性能低下は、気化装置１全体の性能への影響が大きい。
【００５１】
そこで、本実施形態の気化装置１では、伝熱管１１を鉛直下向きに流下する液膜流れＷ１へスパージ管４から横向き流れの追加の海水Ｗ２を合流させることで、伝熱性能低下の抑制を行っている。その点について以下詳述する。
【００５２】
図４（ａ）は、スパージ管４（中間供給部）が無い場合において伝熱管１１の外表面１１ａを流下する液膜流れＷ１の各高さ位置での速さを示す図である。図４（ｂ）は、伝熱管１１の高さ方向における海水側の熱伝達率ｈｏの分布を示すグラフを示す。図４（ｂ）に示されるように、トラフ３から流下された海水は伝熱管１１上部から３つの領域（助走区間、安定区間、および空気巻込区間）を経て、伝熱管１１の下端に到達する。具体的には、トラフ３から流下されると、海水は重力によりその流速が徐々に加速される。これに伴い、熱伝達率も上昇し、液膜厚さも薄くなる。この領域が一般的に助走区間と呼ばれている。助走区間で加速された後、ある速度以上になると、液膜厚さは一定値になり安定する（図５（ａ）に示される液膜流れＷ１の状態）。この領域を安定区間と呼ぶ。その後、安定していた液膜流れＷ１は液膜表面が波打ち、乱れ始める。この時、液膜流れＷ１は空気を巻込むことから空気巻込みは発生する（図５（ｂ）の空気巻込みＣが発生した状態）。この領域を空気巻き込み区間と呼ぶ。
【００５３】
上記実施形態の気化装置１では、図３（ａ）〜（ｂ）に示されるように、トラフ３が海水を各伝熱管１１の外表面１１ａに沿って連続的に流下させる。これにより、当該伝熱管１１の外表面１１ａに海水による液膜流れＷ１を形成する。この状態で、スパージ管４が、トラフ３から流下した海水に向けて追加の海水Ｗ２を供給して、液膜流れＷ１に対して当該追加の海水Ｗ２を合流させる。伝熱管１１の外表面１１ａに沿って下降する液膜流れＷ１は、追加の海水Ｗ２との合流時に、追加の海水Ｗ２によって伝熱管１１へ押し付けられるので、液膜表面が安定する。また、海水Ｗ２が追加されることによって液膜流れＷ１の平均流速は低下する。そのため、液膜流れＷ１が空気を巻き込む空気巻込みＣ（図５（ｂ）参照）が生じるおそれを抑制することが可能である。これにより、伝熱管１１の外表面１１ａを覆う液膜流れＷ１が当該外表面１１ａからの剥離を抑えて、伝熱管１１の外表面１１ａを流下する海水の熱伝達率の低下を抑えることが可能である。その結果、伝熱管１１の外表面１１ａにおける着氷量を低減することが可能である。
【００５４】
本実施形態の気化装置１による海水の熱伝達率の低下を抑える効果を検証するために、本発明者は実験を行い、その実験結果を図６に示す。図６は、規格化した伝熱管下端からの距離ｄと、平均熱伝達率（例えば、伝熱管の全長における海水の熱伝達率の平均値）で規格化された熱伝達率ｈｏとの関係を示す。液膜流れＷ１に追加の海水Ｗ２を合流させない場合の比較例αの結果は四角形の点で示され、液膜流れＷ１に追加の海水Ｗ２を合流させる本実施形態βの結果は丸形の点で示されている。
【００５５】
図６から明らかなように、液膜流れＷ１に追加の海水Ｗ２を合流させない比較例αでは、液膜流れＷ１が下降する過程において、液膜流れＷ１が助走区間Ｉおよび安定区間ＩＩを通過した後、伝熱管１１の全長に対して半分の高さ位置（ｄ＝０．５）付近から、液膜流れＷ１の空気巻き込みが生じはじめる。そして、安定区間ＩＩより後の範囲Ｂでは液膜流れＷ１の流れの状態が不安定な状態になって空気巻込区間ＩＩＩが始まる。空気巻込区間ＩＩＩでは、液膜流れＷ１は、液膜流れＷ１の空気巻き込みによって海水の熱伝達率ｈｏが低いままにとどまっていることがわかる。
【００５６】
一方、液膜流れＷ１に追加の海水Ｗ２を合流させる本実施形態βでは、伝熱管１１の全長に対して半分の高さ位置（ｄ＝０．５）以下の高さの位置において、液膜流れＷ１に追加の海水Ｗ２を合流させる。これにより、空気巻込区間ＩＩＩにおいても、液膜流れＷ１は、液膜流れＷ１の空気巻き込みが抑制される。そのため、上記の比較例αの場合と比較して、海水の熱伝達率ｈｏが全体的に向上することがわかる。本発明者の実験によれば、本実施形態βでは、空気巻込区間ＩＩＩにおける海水の熱伝達率ｈｏが上記の比較例αと比較して３０％程度向上することが確認されている。
【００５７】
以上の図６の実験結果に基づいて、追加の海水Ｗ２を液膜流れＷ１に合流させる高さの範囲は、例えば、以下の（条件１）〜（条件３）のように規定される。
【００５８】
（条件１）
スパージ管４は、液膜流れＷ１と空気巻込み流れが繰り返し生じる伝熱管１１の高さ範囲において、液膜流れＷ１に対して追加の海水Ｗ２を合流させるようにしてもよい。
【００５９】
液膜流れＷ１は、図６の安定空間ＩＩの通過後の範囲Ｂにおいて、上記の空気巻込みによって、流れの状態が不連続になって当該液膜流れＷ１と空気巻込み流れ（すなわち、図５（ｂ）に示される空気巻込みＣが生じた液膜流れ）が繰り返し生じる現象が生じる。そこで、スパージ管４が液膜流れＷ１と空気巻込み流れが繰り返し生じる伝熱管１１の高さ範囲（図６の範囲Ｂ）において、液膜流れＷ１に対して追加の海水Ｗ２を合流させる。これにより、液膜表面をより効果的に安定させて、液膜流れＷ１が空気を巻き込む空気巻込みが生じるおそれをさらに抑制することが可能である。その結果、液膜剥離に起因する海水の熱伝達率の低下を更に抑えることが可能であり、海水の温度が低い状態における着氷量をさらに低減することが可能である。
【００６０】
（条件２）
スパージ管４は、図６のグラフに示される空気巻込区間ＩＩＩにおいて、液膜流れＷ１の空気巻込みに起因して海水の熱伝達率ｈｏが低下する高さ範囲において、液膜流れＷ１に対して追加の海水Ｗ２を合流させるようにしてもよい。
【００６１】
上記の図６のグラフに示されるように、伝熱管１１の外表面１１ａを流下する海水の熱伝達率の変化を伝熱管１１の高さ方向で見た場合を考える。この場合、海水が伝熱管１１の外表面１１ａに沿って流下していくにつれて液膜流れＷ１の空気巻込みに起因して伝熱管のある高さ範囲における加熱用液体の低下する現象、すなわち、ある第１高さの位置（すなわち、図６のｈｏ低下開始点Ｐ１）において、海水の熱伝達率が低下を開始し、当該第１高さよりも下方の第２高さの位置（すなわち、図６のｈｏ復帰開始点Ｐ２）で当該低下を終了して当該熱伝達率が再度上昇する現象が生じることが本発明者の実験によって判明している。そこで、上記の構成のように、スパージ管４は、海水の空気巻込みに起因して海水の熱伝達率が低下する伝熱管１１の高さ範囲（図６の点Ｐ１から点Ｐ２までの範囲）において、液膜流れＷ１に対して追加の海水Ｗ２を合流させる。これにより、液膜表面をより効果的に安定させて、液膜流れＷ１が空気を巻き込む空気巻込みが生じるおそれをさらに抑制することが可能である。その結果、液膜剥離に起因する海水の熱伝達率の低下を更に抑えることが可能であり、海水の温度が低い状態における着氷量をさらに低減することが可能である。
【００６２】
（条件３）
スパージ管４は、伝熱管１１の全高の半分以下の高さの範囲において、液膜流れＷ１に対して追加の海水Ｗ２を合流させるようにしてもよい。
【００６３】
すなわち、スパージ管４は、海水の空気巻込みが生じやすい伝熱管１１の全高の半分以下の高さの範囲（すなわち、図６のｄが０．５以下の範囲）において、液膜流れＷ１に対して追加の海水Ｗ２を合流させる。これにより、液膜表面をより効果的に安定させて、液膜流れＷ１が空気を巻き込む空気巻込みが生じるおそれをさらに抑制することが可能である。その結果、液膜剥離に起因する海水の熱伝達率の低下を更に抑えることが可能であり、海水の温度が低い状態における着氷量をさらに低減することが可能である。
【００６４】
また、本実施形態の気化装置１では、ＬＮＧは、伝熱管１１の下端から導入され、伝熱管１１の内部を上昇しながら伝熱管１１の外部の海水と熱交換を行っている。この場合、伝熱管１１の全高の半分以下の高さの範囲（図６のｄが０．５以下の範囲）において、ＬＮＧは液体から気体へ相変化する（図６のＬＮＧ相変化部を参照）。上記のように、伝熱管１１の全高の半分以下の高さの範囲において海水の熱伝達率の低下を更に抑えることにより、ＬＮＧなどのＬＮＧの気化をより効率良く行うことが可能である。
【００６５】
スパージ管４は、液膜流れＷ１の流速よりも遅い流速の追加の海水Ｗ２を当該液膜流れＷ１に合流させるのが好ましい。液膜流れＷ１の流速よりも遅い流速の追加の海水Ｗ２を当該液膜流れＷ１に合流させることにより、液膜流れＷ１の平均流速を遅くすることが可能になり、液膜流れＷ１の空気巻込みを確実に抑えることが可能になる。
【００６６】
また、追加の海水Ｗ２の流量は、液膜流れＷ１の流量の３０％以下であるのが好ましい。このような範囲に追加の海水Ｗ２の流量を設定すれば、液膜流れＷ１の飛散を抑えることが可能である。また、液膜流れＷ１の流量の低減を抑えて、伝熱管１１の上部における海水の熱交換量の低下を抑えることが可能である。
【００６７】
スパージ管４は、図７に示されるように、追加の海水Ｗ２が記液膜流れＷ１に流入する流入角度θ（すなわち、液膜流れＷ１の表面に対して海水Ｗ２が接触する角度）が、０＜θ≦６０°になるように、液膜流れＷ１に対して追加の海水Ｗ２を合流させるのが好ましい。この範囲内で加の海水が液膜流れＷ１に流入することにより、液膜流れＷ１を乱すことなく、海水を液膜流れＷ１に合流させることが可能である。本発明者が実験によって確認したところ、図１３のように、流入角度θが６０°以下では液膜の飛散が確認されなかったが、６０°よりも大きい範囲では液膜の飛散が確認されている。
【００６８】
ここで、図７に示されるように、上記の流入角度θが６０°以下になるように、スパージ管４は、追加の海水Ｗ２がスパージ管４から流出するときの流出速度Ｕを設定する必要がある。
【００６９】
図７に示されるように、追加の海水Ｗ２がスパージ管４の供給口４ａから流出するときの水平面に対する角度をθ１、スパージ管４から液膜流れＷ１までの追加の海水Ｗ２の水平移動距離をＬ、重力加速度をｇとした場合、上記の流入角度θが６０°以下になる流出速度Ｕは、以下の式（１）〜（６）のようにして求められる。
【００７０】
【数２】
0006668169.tif 000003
【００７１】
【数３】
0006668169.tif 000004
【００７２】
【数４】
0006668169.tif 000005
【００７３】
【数５】
0006668169.tif 000006
【００７４】
【数６】
0006668169.tif 000007
よって、スパージ管４は、追加の海水Ｗ２がスパージ管４から流出するときの流出速度Ｕが、
【００７５】
【数１】
0006668169.tif 000008
になるように、液膜流れＷ１に対して追加の海水Ｗ２を合流させるのが好ましい。上記の範囲内の流出速度Ｕで追加の海水Ｗ２が液膜流れＷ１に流入することにより、上記の流入角度θが６０°以下になるので、液膜流れＷ１を乱すことなく、海水を液膜流れＷ１に合流させることが可能である。
【００７６】
上記実施形態の気化装置１では、中間供給管７は、一端がトラフ供給管６の途中に接続され、他端がスパージ管４に接続されている。そのため、ポンプ５からトラフ供給管６を介してトラフ３へ送られる海水のうちの一部を中間供給管７を介してスパージ管４へ送ることが可能になるので、１つのポンプ５からトラフ３およびスパージ管４へそれぞれ海水を分配することが可能になる。そのため、ポンプ動力を増加させることなく、スパージ管４から供給される追加の海水Ｗ２によって液膜流れＷ１の空気巻込みを防ぐことが可能になり、海水の伝熱性能を向上させることが可能である。
【００７７】
伝熱管１１の上部では、ＬＮＧの気化が完了しているが、伝熱管１１の上部は、生成された天然ガス（ＮＧ）の加温のために用いられる。伝熱管１１の内側を天然ガスが流れるため、伝熱管１１の熱伝達性能は内側が支配的となり（外側に比べ相対的にかなり小さい）、伝熱管１１外側の熱伝達率の伝熱性能への影響は小さくなる。そのため、トラフ３から伝熱管１１の外表面１１ａへわずかでも海水が流下していれば良い。通常、トラフ３からの海水の最低流量を大きく下回ると、伝熱管１１の外表面１１ａで、液膜の膜切れが生じる。そのため、上記のようにトラフ供給管６を介してトラフ３へ送られる海水のうちの一部を中間供給管７を介してスパージ管４へ送る構成では、トラフ３からの海水の流量の最大１０〜３０％程度の流量まではスパージ管４への供給が可能になる。
【００７８】
上記実施形態の気化装置１では、中間供給部は、複数の伝熱管１１が並ぶ方向に延びるように伝熱管パネル２に沿って配置された管状部材であって、その周面において各伝熱管１１の外表面１１ａへ向けて追加の海水Ｗ２を供給する複数の供給口４ａを有するスパージ管４によって構成されている。そのため、追加の海水Ｗ２を複数の供給口４ａから各伝熱管１１の外表面１１ａへ分散して供給することが可能になり、少ない追加の海水Ｗ２を用いて液膜流れＷ１の空気巻込みを確実に抑えることが可能になる。
【００７９】
図８（ａ）に示されるように、伝熱管１１が本体部１１ｂの外周面から外方に向かって突出する複数のフィン１１ｃを備えた構成である場合には、スパージ管４は、伝熱管１１の外表面１１ａのうち当該スパージ管に最も近い位置に設けられたフィン１１ｃとそれに隣接するフィン１１ｃとで挟まれた領域１１ｄを含む範囲に向けて供給口４ａから追加の海水Ｗ２を供給するのが好ましい。
【００８０】
スパージ管４を用いて、供給口４ａから伝熱管１１の外表面１１ａのうち当該スパージ管４に最も近い位置に設けられたフィン１１ｃ（すなわち、符号１１ｃＮが付されたフィン）とそれに隣接するフィン１１ｃとで挟まれた領域１１ｄを含む範囲に向けて追加の海水Ｗ２を供給する。これにより、当該領域１１ｄに供給された追加の海水Ｗ２が伝熱管１１の周面をスパージ管４に近い位置から遠い位置へ流れることによって他のフィン１１ｃへも追加の海水Ｗ２を当てることが可能になる。その結果、追加の海水Ｗ２による液膜流れＷ１の空気巻込みを抑制する効果を向上させることが可能になる。また、この場合、追加の海水Ｗ２が伝熱管１１の周面をスパージ管４に近い位置から遠い位置へ流れるので、空気巻込み効果を損なうことなく、管状部材を伝熱管１１へ近づけて配置することが可能になる。さらに、追加の海水Ｗ２が伝熱管１１の周面をスパージ管４に近い位置から遠い位置へ流れることによって、追加の海水Ｗ２が液膜流れＷ１に合流したときの液膜流れＷ１の飛散を抑えることも可能になる。
【００８１】
一方、比較例として、図８（ｂ）に示されるように、伝熱管１１の外表面１１ａのうちスパージ管４から遠いフィン１１ｃ（すなわち、符号１１ｃＦが付されたフィン）に向けて供給口４ａから追加の海水Ｗ２を供給した場合には、遠いフィン１１ｃＦに当たった追加の海水Ｗ２は、当該フィン１１ｃＦの表面で散乱するのみで上記図８（ａ）のように、追加の海水Ｗ２がスパージ管４に近いフィン１１ｃに向けて流れることができない。そのため、上記の図８（ａ）のような空気巻込みを抑制する効果およびその他の効果を奏することができない。
【００８２】
なお、上記実施形態では、中間供給部としてスパージ管４などの管状部材を備えたものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、トラフ３から流下した加熱用液体（海水等）に向けて追加の加熱用液体を供給できるものであれば、種々の形態の中間供給部を採用してもよい。
【００８３】
例えば、図９〜１０に示される変形例のように、中間供給部として上記のスパージ管４の代わりに、サブトラフ１６を採用してもよい。サブトラフ１６は、トラフ３と同様に、上面に開口を有する樋状の部材であり、トラフ３よりも小型である。サブトラフ１６は、複数の伝熱管１１が並ぶ方向に延びるように伝熱管パネル２に沿って配置され、追加の海水Ｗ２を各伝熱管１１の外表面１１ａに沿って流下させることにより、液膜流れＷ１に対して当該追加の海水Ｗ２を合流させる。サブトラフ１６は、中間供給管７を介してトラフ供給管６に連通している。
【００８４】
サブトラフ１６を構成するサブトラフから液膜流れＷ１に沿って追加の海水Ｗ２を各伝熱管１１の外表面１１ａに沿って流下させることにより、各伝熱管１１の外表面１１ａにおける液膜流れＷ１に対して当該追加の海水Ｗ２を確実に合流させることが可能である。
【００８５】
サブトラフ１６の流下流量は、トラフ３の流下流量よりも少なく設定され、例えば、当該トラフ３の流下流量の１０〜３０％程度の流量に設定される。
【００８６】
上記のように中間供給部を構成するスパージ管４（図１参照）およびサブトラフ１６（図９参照）は、中間供給管７を介してトラフ供給管６に連通しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、図１１〜１２に示されるように、中間供給部を構成するスパージ管４およびサブトラフ１６は、中間供給管１７を介してバイパスライン８の途中に接続されてもよい。
【００８７】
本発明の他の変形例として、図１１〜１２に示される中間供給管１７は、  一端がバイパスライン８の途中に接続され、他端がスパージ管４またはサブトラフ１６に接続されている。具体的には、中間供給管１７は、一端がバイパス弁１８を介してバイパスライン８に接続された第１部分１７ａと、第１部分１７ａの他端とスパージ管４またはサブトラフ１６との間を接続する第２部分１７ｂとを有する。
【００８８】
図１１〜１２に示される構成では、バイパスライン８を介して海（すなわち、海水の供給源）へ戻される海水の一部を中間供給管１７を介して中間供給部を構成するスパージ管４またはサブトラフ１６へ送ることが可能になる。そのため、ポンプ動力を増加させることなく、スパージ管４またはサブトラフ１６から供給される追加の海水Ｗ２によって液膜流れＷ１の空気巻込みを防ぐことが可能になり、海水の伝熱性能を向上させることが可能である。しかも、この構成では、ポンプ５からトラフ供給管６を介してトラフ３へ送られる海水の流量は、バイパスライン８を介してスパージ管４またはサブトラフ１６へ送られる海水によって減少されないので、トラフ３から伝熱管１１へ流下させる海水の伝熱性能の低下が生じない。
【符号の説明】
【００８９】
１  気化装置
２  伝熱管パネル
３  トラフ
４  スパージ管（中間供給部）
５  ポンプ
６  トラフ供給管
７、１７  中間供給管
８  バイパスライン
１１  伝熱管
１６  サブトラフ（中間供給部）
【図１】
0006668169.tif 000010
【図２】
0006668169.tif 000011
【図３】
0006668169.tif 000012
【図４】
0006668169.tif 000013
【図５】
0006668169.tif 000014
【図６】
0006668169.tif 000015
【図７】
0006668169.tif 000016
【図８】
0006668169.tif 000017
【図９】
0006668169.tif 000018
【図１０】
0006668169.tif 000019
【図１１】
0006668169.tif 000020
【図１２】
0006668169.tif 000021
【図１３】
0006668169.tif 000022