(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
都市ガス及び／または発電用燃料ガスの発熱量を調整するために用いられているベンチュリー型形状の気化混合装置の内部において、液化石油ガスをスロート部部分へ導入している管の外表面側と、ベンチュリー型形状の気化混合装置の内表面側とに接合された、１枚以上の板状物及び／または流線形状物を設けていることを特徴とする気化混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベンチュリー型形状の気化混合装置を用いて都市ガス及び／または発電用燃料ガスの発熱量を調整するにあたり、添加した液化石油ガスを気化させるために必要な気化熱量と気化混合後のガス温度とを所定の値に制御する所要熱量の供給方法、及びベンチュリー型形状の気化混合装置内部において液化石油ガスをスロート部部分へ導入する管に生じる振動を抑止できる気化混合装置として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
予熱されている天然ガスと、液体状態の液化石油ガスとを、ベンチュリー型形状の気化混合装置に導入して、該装置の出口混合後ガス温度を自動的に制御させることに必要な所要の予熱熱量を天然ガスに与える方法として、特開２００８−１５０４３０号公報（特許文献１）に示された技術がある。本発明では、該ベンチュリー型形状の気化混合装置を、気化混合装置と以下記載する。
【０００３】
特許文献１は、気化混合装置を出た後流配管内における気化混合後ガスの温度を所定の値で自動的に制御するために、天然ガス側だけを、熱交換器により加温媒体を用いて予熱させることで、液化石油ガスの気化に必要な気化熱量と、気化混合後のガスの温度制御に必要な予熱熱量とを、与えている方法である。
【０００４】
都市ガス及び／または発電用燃料ガスの原料である天然ガスの発熱量（ＭＪ／ｍ３Ｎ）は、天然ガスを構成する成分の各比率が一定しておらず、輸入する天然ガスの産出地域ごとでも変動することから、原料である天然ガス発熱量の変動値に応じて、熱量調整のために添加する液化石油ガスの添加量も変化する。特に、低発熱量の天然ガスほど液化石油ガスの添加量が多くなり、結果として気化混合装置に導入される直前の天然ガスの温度は高めに予熱されることが要求される。
【０００５】
ところで、長い水道ホースの先端から水道水を放出する場合、水道ホースの先端口の付近を手先で強く保持していないと水道ホースが振れてしまい、目標地点に水を撒くことができないという現象が起きる。これと類似の現象は、気化混合装置の内部において液化石油ガスをスロート部部分へ導入している管でも起きる。本発明では、該部部分の管を液化石油ガス導入管と以下記載する。
【０００６】
天然ガスを熱量調整するために添加される液化石油ガスを、気化混合装置内に導入して、目標とするスロート部部分へほぼ正確に噴き出すためには、液化石油ガス導入管に発生する振動を抑止できる装置にする必要がある。特許文献１及び特開２０１１−２５１７１号公報（特許文献２）のいずれも、液化石油ガス導入管に生じる振動を抑止する気化混合装置になっている報告は示されていない。
【０００７】
気化混合装置内において、原料である天然ガスの流れ方向と液化石油ガス導入管とが交差する部分で、液化石油ガス導入管からスロート部側に向かった液化石油ガス導入管の、投影背後位置側に生じる天然ガスのカルマン渦は、液化石油ガス導入管に振動を発生させる原因にもなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１５０４３０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
気化混合装置内及び該気化混合装置を出た後流側にある、配管内及び／または配管部品類内の気化混合後のガス温度を、所定の値に自動制御させることに必要な総合予熱熱量の全てを与える方法として、従来方法では天然ガス側だけを予熱する方法が開示（特許文献１）されている。
【００１０】
従来方法では、原料天然ガスの発熱量について想定を超えた変動幅によっては、加温媒体側の供給限界温度を超える温度まで加温媒体の温度を上げないと、添加した液化石油ガスの気化に必要な総合予熱熱量を天然ガスに与えられない、すなわち天然ガス側の温度を高めることができない、という事態が生じてしまう。
【００１１】
例えば、大気圧力以下の運転条件において温水が製造されるという温水ボイラー（無圧開放式温水ボイラーと称されることもある）を採用していて、安定的に供給できる温水温度の限界値は温水ボイラーメーカから仮に８８℃までと提案され、８８℃の限界温度で温水を供給している場合を想定する。原料天然ガスを構成している成分の比率が想定範囲を超えて変化したことにより、液化石油ガスを気化させるに必要な総合予熱熱量を天然ガス側だけの予熱で与えるために、温水の供給温度を９２℃まで加温させなくては所要の総合予熱熱量を確保できない事態が生じた場合、温水温度の限界温度であった８８℃を越える９２℃へと、４℃高温にさせて供給したくても、温水のような加温媒体を供給する装置（本発明では加温媒体供給装置と記載する）側の供給温度の限界から、供給することはできない。加温媒体を温水から水蒸気など、他の高温加温媒体に代える必要がある。その場合、従来から使用していた加温媒体系統の計画を見直すという作業時間と作業労力を要する。
【００１２】
特に、都市ガス需要量の増加に伴い設備の増設を計画したい場合や、液化天然ガスの輸入先を増やしたいが同天然ガスの発熱量がこれまで使用していた発熱量より低くなってしまう場合において、それまで使用していた加温媒体供給装置から供給されていた、加温媒体の種類と供給温度条件と供給圧力条件までをも代える事態に至ってしまうことは、複数種類の加温媒体を用いるという、加温媒体の系統システム構成の複雑化と設備費の増加を招く原因ともなる。
【００１３】
本発明の目的は、既に使用されてきている同じ種類の加温媒体の供給限界温度を超える温度以上に加温媒体の温度を高くさせることなく、かつ、既に使用されてきている同じ加温媒体供給装置から供給されている加温媒体の種類と、供給温度条件と供給圧力条件を代えることなく、従来方式と同量以上の所要な総合予熱熱量を同時に分散して供給する方法と、ベンチュリー型形状の気化装置内で液化石油ガスをスロート部部分に導入している液化石油ガス導入管に生じる振動を抑止できる気化混合装置とを、提供することである。本発明では、天然ガス側をも予熱する熱交換器（本発明では天然ガス予熱熱交換器と記載する）と、液化石油ガスをも予熱及び／または気化する熱交換器（本発明では液化石油ガス予熱熱交換器と記載する）とで与える、合計した総合予熱熱量を気化熱量と以下記載する。また、液化石油ガス導入管の軸心に対して垂直になっている側の外表面側の断面形状は、必ずしも同心円にこだわらず楕円形状をも含むものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前述の目的を達成するために、以下の手段で、気化混合装置を出た気化混合後のガス温度を所定の制御温度で維持できる気化熱量を、同時に分散して供給する方法と、液化石油ガス導入管に生じる振動を抑止できる気化混合装置とを、提供する。
（１）ベンチュリー型形状の気化混合装置を用いた液・ガス方式による熱量調整装置で用いられている、気化混合後のガス温度を所定の値に制御させることに必要な気化熱量の供給方法において、天然ガス側のみを加温媒体で予熱させるだけでなく、液化石油ガス側をも同じ種類、同じ圧力、同じ温度で送り出されている加温媒体を用いて予熱及び／または気化させるために、分散して供給することを特徴とする、気化混合装置に入る流体への気化熱量の供給方法。
（２）都市ガス及び／または発電用燃料ガスの発熱量を調整するために用いられているベンチュリー型形状の気化混合装置の内部において、液化石油ガスをスロート部部分へ導入している管の外表面側と、ベンチュリー型形状の気化混合装置の内表面側とに接合された、１枚以上の板状物及び／または流線形状物を設けていることを特徴とする気化混合装置。
（３）都市ガス及び／または発電用燃料ガスの発熱量を調整するために用いられているベンチュリー型形状の気化混合装置の内部において、１枚以上の板状物及び／または流線形状物の内の少なくとも1枚を、天然ガスの流れ方向と、液化石油ガスをスロート部部分へ導入している管とが交差する箇所で、該管の気化混合装置出口側に向かった投影背後側に設けていることを特徴とする気化混合装置。
【００１５】
すなわち、天然ガス側を加温媒体により予熱すると同様に、気化混合装置に液体状態で直接導入される液化石油ガス側をも、同じ加温媒体供給装置から同じ種類、同じ温度条件、同じ圧力条件で送られている加温媒体を用いて予熱及び／または気化させてから、気化混合装置に導入する。このような、気化熱量を分散させる供給方法とすることで、液化石油ガス側を予熱及び／または気化させた同量程度の気化熱量を、天然ガス側だけに与えていた従来方式による気化熱量から低減できることになり、低減した気化熱量から換算される相当程度の天然ガス側の温度を高くすることのない運転が可能となる。その結果として、加温媒体の温度をも従来温度より高くする必要がなくなる。なお本発明では、加温媒体とは無圧開放式温水ボイラーから供給されている、大気圧力以下の温水温度条件に限定されて製造される温水に、限定したものではない。
【００１６】
次に、特許文献１及び特許文献２に示されている気化混合装置においては、液化石油ガス導入管に生じる振動を抑止できる気化混合装置にする必要がある。
【００１７】
本発明では、液化石油ガス導入管を、気化混合装置の内表面側に接合されている１枚以上の板状物及び／または流線形状物（本発明では液化石油ガス導入管振動抑止板と記載する）に接合させて押さえることより、液化石油ガス導入管に生じる振動を抑止する。一般に、ベンチュリー管とは縮小部、スロート部、拡大部がベンチュリー管の軸心に対して同心円形状になっているものを指すが、本発明では、縮小部、スロート部、拡大部のいずれかの部位が偏心円及び／または偏心楕円になっている形状であっても、ベンチュリー管に含めるものとする。
【００１８】
液化石油ガス導入管に生じる振動を抑止するためには、液化石油ガス導入管の投影背後側に流れている天然ガスに生じるカルマン渦の発生を抑止することも必要である。
【００１９】
なお、天然ガスの流れ方向と液化石油ガス導入管とが交差する箇所での、天然ガス入口側からスロート部側に向かって見た液化石油ガス導入管の投影背後側に生じる、天然ガスのカルマン渦の発生をも抑止するために、液化石油ガス導入管振動抑止板は、天然ガスが流れる方向（ベンチュリー管の軸心方向と平行している方向のことである）とほぼ平行している流線形状（立面から見た断面にて）の板状（側面から見た断面にて）とする。なお、液化石油ガス導入管振動抑止板を側面から見た断面形状は、台形には限定されない。また、液化石油ガス導入管振動抑止板の流線形状とは、液化石油ガス導入管における天然ガス入口配管側に面する表面側の断面形状と組み合わせた形状をも指すものであり、天然ガスが流れる上流側から下流側に向かって、立面から見た断面形状の幅が狭くなるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、天然ガス側を予熱するために加温媒体供給装置から送り出されている従来と同じ種類で、同じ供給温度条件で、同じ供給圧力条件の加温媒体を使用しながら、加温媒体側の使用温度を超える温度以上に加温媒体自体の温度を上げることなく、液化石油ガス側でも、所要な気化熱量の一部を同時に分散して供給することが可能となる。特に、天然ガスの発熱量が低く添加する液化石油ガスの量が増える場合及び／または低い外気温度により液化石油ガスの供給温度も低くなりやすい冬季における効果が大きい。
【００２１】
また本発明によれば、熱量調整のために添加する液化石油ガスを、液化石油ガス導入管に生じる振動を抑止しつつ、噴き出し目標位置であるスロート部中央部付近へ、安定に噴き出すことが可能となる。また、液化石油ガス導入管が気化混合装置内部に挿入される気化混合装置の円周壁面の付け根部分に生じる、振動による疲労破壊をも抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による気化熱量の供給方法を示す全体概要図である。
【図２】本発明による液化石油ガス導入管に生じる振動を抑止する気化混合装置を全体概要図と合わせて示す。
【図３】本発明による液化石油ガス導入管振動抑止板を立面から見た断面形状を示す（液化石油ガス導入管が天然ガスの流れ方向と平行している部分）。
【図４】本発明による液化石油ガス導入管振動抑止板を立面から見た断面形状を示す（液化石油ガス導入管が天然ガスの流れ方向と交差している部分）。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図１、図２、図３、図４を用いて説明する。各図における同一符号は同一物または相当物を示す。図１は本発明による気化熱量の供給方法を示す全体概要図である。なお、図１と図２に示す気化混合装置５については、液化石油ガス導入管７−１、７−２が気化混合装置５の内面側と液化石油ガス導入管振動抑止板８−１、８−２に接合される様子が分かるように、いずれも側面からの概略断面で描いている。
【００２４】
図３は本発明による、液化石油ガス導入管振動抑止板８−１を立面から見た断面形状が流線形状になっている例を示す。
【００２５】
図４は本発明による、液化石油ガス導入管７−１と液化石油ガス導入管振動抑止板８−２とを立面から見た、該導入管７−１と該振動抑止板８−２とで合成して形成される断面形状が、流線形状になっている例を示す。
【００２６】
本発明による、気化熱量を同時に分散して供給する方法には図１に示すごとく、天然ガス配管１、天然ガス予熱熱交換器２、液化石油ガス配管３、液化石油ガス予熱熱交換器４、気化混合装置５、気化混合後ガス出口配管６、加温媒体供給配管９、加温媒体供給装置１０を構成要素として備えている。
【００２７】
本発明の液化石油ガス導入管７−１、７−２に生じる振動を抑止する気化混合装置では、図２に示すごとく液化石油ガス導入管振動抑止板８−１、８−２を気化装置内部に構成要素として備えている。
【００２８】
天然ガスが流れる天然ガス配管１の下流には、天然ガスを予熱させるための天然ガス予熱熱交換器２が設置され、天然ガス予熱熱交換器２で予熱された天然ガスは、気化混合装置５に導入される。なお、気化混合装置５については、内部状況が分かりやすいように側面からの概略断面で記載している。液化石油ガスをスロート部部分側へ導入する液化石油ガス導入管７−２の先端にある多孔質部分の記載は省略している。
【００２９】
加温媒体供給装置１０から同じ種類、同じ温度、同じ圧力条件で供給される例えば温水や水蒸気のような加温媒体は、図１に示すごとく加温媒体供給配管９から分岐させ、天然ガス予熱熱交換器２側だけでなく、液化石油ガス予熱熱交換器４側にも流れるように系統構成される。
【００３０】
天然ガス予熱熱交換器２側では、加温媒体を熱源として、天然ガス配管１内から流れてくる天然ガスを予熱する。予熱された天然ガスは都市ガス原料としてだけでなく、添加された液体状態の液化石油ガスを気化させる熱源ともなる。
【００３１】
液体状態の液化石油ガスが流れる液化石油ガス配管３の下流には、液体状態の液化石油ガスを予熱及び／または気化する液化石油ガス予熱熱交換器４が設置され、液化石油ガス予熱熱交換器４で予熱された液体状態の液化石油ガスは、液化石油ガス導入管７−１、７−２を通り、気化混合装置５内でスロート部部分に向かって噴き出す。
【００３２】
液化石油ガス予熱熱交換器４側を通る加温媒体の流量は、気化混合装置５出口における制御温度が制御目標値を下回らないように、増減を制御される。
【００３３】
なお、液化石油ガス導入管７−１、７−２は、スロート部部分に向かっている先端口から噴き出す液化石油ガスの反動からも受ける該導入管７−１、７−２の振動を抑止させるために、液化石油ガス導入管振動抑止板８−１、８−２を複数枚設け、該抑止板８−１、８−２に接合されている。図２は、液化石油ガス導入管７−２の鉛直方向の上側と下側（下側は液化石油ガス導入管７−１の投影背後側（液化石油ガス導入管振動抑止板８−２側）でもある）に、該振動抑止板８−１、８−２を仮に２枚設置して、気化混合装置５側の内面と液化石油ガス導入管７−２側の外面とに接合している様子を示しているが、上下左右へ４枚設置してもよく、側面から見た断面形状は台形の形状には限定されず、接合方法は溶接方法でもよい。
【００３４】
液化石油ガス導入管振動抑止板８−２の設置位置は、必ずしも図２に例示している鉛直方向の下側には限定されず、天然ガス入口側からスロート部側に向かった、液化石油ガス導入管７−１の投影背後側であればよい。なお、液化石油ガス導入管振動抑止板８−２以外の液化石油ガス導入管振動抑止板８−１の立面から見た断面形状は、図３に示すごとく、単独で流線形状をなしていても構わない。
【００３５】
液化石油ガス導入管７−１側の外表面側と液化石油ガス導入管振動抑止板８−２側とは、図４に示すごとく、必ずしも接合されている必要はなく、数ｍｍ程度の隙間を保ちながら離れていてもよい。液化石油ガス導入管振動抑止板８−２は、液化石油ガス導入管７−１部分における上流側（天然ガス配管１側）に面する外表面形状と液化石油ガス導入管振動抑止板８−２の断面形状とを組み合わせて形成される流線形状（断面を立面から見て）をなすことで、液化石油ガス導入管７−１投影背後における天然ガスのカルマン渦発生の抑止と、液化石油ガス導入管７−１、７−２に生じる振動を抑止する効果を兼ねる。
【００３６】
なお、気化混合装置５の縮小部における天然ガスの流速が遅く、天然ガスのカルマン渦の発生が少なく、振動発生への影響が少ない場合、または複数枚の液化石油ガス導入管振動抑止板８−１、８−２を設けることで、カルマン渦が生じているとしても振動発生を抑止できる場合には、液化石油ガス導入管振動抑止板８−１、８−２の立面から見た断面形状を流線形状にする必要はなく、例えば、長方形でも構わない。
【００３７】
図１による本発明では、液化石油ガス予熱熱交換器４を設置することにより、天然ガス側を予熱している同じ種類の加温媒体を、ほぼ同じ供給温度条件と、ほぼ同じ供給圧力条件のままで用いながら、液体状態の液化石油ガスを予熱でき、予熱させた熱量にほぼ相当する、天然ガス予熱熱交換器２出口における天然ガス温度を、高くすることのない運転及び／または気化混合ガスの制御温度を維持できる運転が可能となる。そして図２による本発明では、液化石油ガス導入管７−１、７−２の振動を抑制することが可能となる。
【００３８】
なお本発明は、液化石油ガス導入管の軸心距離で、
液化石油ガス導入管７−２  ／  液化石油ガス導入管７−１  >  １
または、
液化石油ガス導入管７−２  ＋  液化石油ガス導入管７−１  >  ４０ｃｍ
となる長さ条件において、振動を抑止する効果が大きい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、ベンチュリー型形状の気化混合装置を用いて都市ガス及び／または発電用燃料ガスの発熱量を調整するにあたり、添加した液化石油ガスを気化させるために必要な気化熱量と気化混合後のガス温度とを所定の値に制御する所要熱量の供給方法、及び気化混合装置内部において液化石油ガスをスロート部部分へ導入する管に生じる振動を抑止できる気化混合装置として好適なものである。
【符号の説明】
【００４０】
１  天然ガス配管
２  天然ガス予熱熱交換器
３  液化石油ガス配管
４  液化石油ガス予熱熱交換器
５  気化混合装置
６  気化混合後ガス出口配管
７−１  液化石油ガス導入管（天然ガスの流れ方向と交わっている部分）
７−２  液化石油ガス導入管（天然ガスの流れ方向とほぼ平行している部分）
８−１液化石油ガス導入管振動抑止板
８−２液化石油ガス導入管振動抑止板（立面から見た投影背後側の断面形状が液化石油ガス導入管７−１の断面形状と組み合わせて流線形状になっている部分）
９  加温媒体供給配管
１０  加温媒体供給装置（同じ装置を３台用いている構成例を示している）
【図１】
0006425147.tif 000002
【図２】
0006425147.tif 000003
【図３】
0006425147.tif 000004
【図４】
0006425147.tif 000005