(57)【要約】【課題】  蒸発部での液化ガスの蒸発効率を向上させることができるとともに、フィン付き管のフィンの腐食を防止することができ、しかもコストの安い空温式液化ガス気化器を提供する。【解決手段】  上下方向に伸びる複数のフィン付き管８を有する蒸発部２を備えており、上下方向に伸びる複数の蒸気流通管17を、蒸発部２のフィン付き管２間に配置した空温式液化ガス気化器１である。蒸気流通管17は、外周面に長さ方向に伸びる複数の放熱フィン18aが一体に形成されたアルミニウム押出形材製外管18と、外管18内に挿入されかつ外管18の内周面を覆うステンレス鋼製内管19とよりなる。外管18外周面および放熱フィン18aの表面に、黒色塗膜からなりかつ熱放射率が９５％以上である熱放射膜21を形成する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に伸びる複数のフィン付き管を有する蒸発部を備えており、上下方向に伸びる複数の蒸気流通管が、蒸発部のフィン付き管間に配置されている空温式液化ガス気化器。
【請求項２】
蒸気流通管の外周面に熱放射膜が形成されている請求項１記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項３】
熱放射膜の熱放射率が９５％以上である請求項２記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項４】
熱放射膜が黒色塗膜からなる請求項２または３記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項５】
蒸気流通管の外周面に放熱フィンが設けられている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項６】
蒸気流通管の放熱フィンが、フィン付き管のフィンに対して非接触状態となっている請求項５記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項７】
蒸気流通管の放熱フィンの表面に熱放射膜が形成されている請求項５または６記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項８】
熱放射膜の熱放射率が９５％以上である請求項７記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項９】
熱放射膜が黒色塗膜からなる請求項７または８記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項１０】
蒸気流通管が、外周面に長さ方向に伸びる複数の放熱フィンが一体に形成されたアルミニウム押出形材製外管と、外管内に挿入されかつ外管の内周面を覆うステンレス鋼製内管とよりなる請求項１〜９のうちのいずれかに記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項１１】
蒸発部の下方に、空気を上向きに送る送風機が配置されている請求項１〜１０のうちのいずれかに記載の空温式液化ガス気化器。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちのいずれかに記載された空温式液化ガス気化器において、液化ガスを、蒸発部のフィン付き管内に下方から上方に流し、高温蒸気を、蒸気流通管内に上方から下方に流すことを特徴とする空温式液化ガス気化器の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は空温式液化ガス気化器に関する。
【０００２】
この明細書および特許請求の範囲において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、この明細書および特許請求の範囲において、図１の上下を上下というものとする。
【背景技術】
【０００３】
たとえば天然ガス、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、水素、炭酸ガス、メタン、プロパン、エチレンなどのガスは、輸送時や貯蔵時には、タンクの容量を小さくするために液化した状態で蓄えられている。そして、需要に応じて空温式液化ガス気化器により再ガス化され、使用されるようになっている。
【０００４】
従来、このような空温式液化ガス気化器としては、蒸発部および加温部を備えており、蒸発部が、上下方向に間隔をおいて互いに平行に配された１対の直管状マニホルド管と、両マニホルド管間に配されかつ上下両端部がそれぞれ両マニホルド管に接続された上下方向に伸びるフィン付き管とよりなる蒸発ユニットを、マニホルド管およびフィン付き管と直交する方向に並列状に複数配置することにより構成されており、加温部が、フィン付き蛇行管を各蒸発ユニットと対応する位置に来るように並列状に複数配置することにより構成されており、各フィン付き蛇行管の管本体の一端部が各蒸発ユニットの上マニホルド管に接続され、蒸発ユニットの下マニホルド管内にその一端から流入した液化ガスが、全てのフィン付き管に分流した後フィン付き管を通って上マニホルド管内に流入し、上マニホルド管からフィン付き蛇行管に流入するようになされたものが知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
このような空温式液化ガス気化器において、蒸発部での液化ガスの蒸発効率を向上させるために、種々の対策が施されている。たとえば、空気吸い込み口および空気吹き出し口を有し、かつ空気吹き出し口が蒸発部の下方に位置するように配置されたダクトと、ダクトの中間部に設けられた空気加熱器と、ダクトの空気吸い込み口から空気を吸い込むとともに、空気加熱器で加熱された高温の空気を空気吹き出し口から吹き出す送風機とを備えた空温式液化ガス気化器が知られている（たとえば特許文献２参照）。
【０００６】
また、蒸発部のフィン付き管間に、上下方向に伸びる蒸気吹き出し管が配置され、蒸気吹き出し管に形成された多数の蒸気吹き出し口からフィン付き管に向かって蒸気が吹き付けられるようになされた空温式液化ガス気化器も知られている（たとえば特許文献３参照）。
【０００７】
しかしながら、特許文献２記載の空温式液化ガス気化器においては、ダクト、空気加熱器および送風機などの付属機器を必要とするので、コストが高くなるという問題がある。また、特許文献３記載の空温式液化ガス気化器においては、フィン付き管に吹き付けられた蒸気が凝縮してフィン付き管の外周面に付着し、その結果着霜が発生してフィン付き管と大気との間での熱交換効率が低下し、液化ガスの蒸発効率が低下するおそれがある。しかも、フィン付き管のフィンに腐食が発生するおそれがある。
【特許文献１】特開２０００−３９０９９号公報（段落００１０〜００１２）
【特許文献２】特開平９−１６５５８８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平６−１２３３９８号公報（段落００１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明の目的は、上記問題を解決し、蒸発部での液化ガスの蒸発効率を向上させることができるとともに、フィン付き管のフィンの腐食を防止することができ、しかもコストの安い空温式液化ガス気化器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために次の態様からなる。
【００１０】
1)上下方向に伸びる複数のフィン付き管を有する蒸発部を備えており、上下方向に伸びる複数の蒸気流通管が、蒸発部のフィン付き管間に配置されている空温式液化ガス気化器。
【００１１】
2)蒸気流通管の外周面に熱放射膜が形成されている上記1)記載の空温式液化ガス気化器。
【００１２】
3)熱放射膜の熱放射率が９５％以上である上記2)記載の空温式液化ガス気化器。
【００１３】
4)熱放射膜が黒色塗膜からなる上記2)または3)記載の空温式液化ガス気化器。
【００１４】
5)蒸気流通管の外周面に放熱フィンが設けられている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の空温式液化ガス気化器。
【００１５】
6)蒸気流通管の放熱フィンが、フィン付き管のフィンに対して非接触状態となっている上記5)記載の空温式液化ガス気化器。
【００１６】
7)蒸気流通管の放熱フィンの表面に熱放射膜が形成されている上記5)または6)記載の空温式液化ガス気化器。
【００１７】
8)熱放射膜の熱放射率が９５％以上である上記7)記載の空温式液化ガス気化器。
【００１８】
9)熱放射膜が黒色塗膜からなる上記7)または8)記載の空温式液化ガス気化器。
【００１９】
10)蒸気流通管が、外周面に長さ方向に伸びる複数の放熱フィンが一体に形成されたアルミニウム押出形材製外管と、外管内に挿入されかつ外管の内周面を覆うステンレス鋼製内管とよりなる上記1)〜9)のうちのいずれかに記載の空温式液化ガス気化器。
【００２０】
11)蒸発部の下方に、空気を上向きに送る送風機が配置されている上記1)〜10)のうちのいずれかに記載の空温式液化ガス気化器。
【００２１】
12)上記1)〜11)のうちのいずれかに記載された空温式液化ガス気化器において、液化ガスを、蒸発部のフィン付き管内に下方から上方に流し、高温蒸気を、蒸気流通管内に上方から下方に流すことを特徴とする空温式液化ガス気化器の運転方法。
【発明の効果】
【００２２】
上記1)の空温式液化ガス気化器によれば、液化ガスがフィン付き管内を流れる間に、高温蒸気が蒸気流通管内を流れると、高温蒸気の有する熱が蒸気流通管から放熱され、この熱によりフィン付き管のフィンが加熱されるとともにフィンの有する熱がフィン付き管内を流れる液化ガスに伝わり、液化ガスの蒸発効率が向上する。また、蒸発部においては、フィン付き管内を流れる液化ガスによりフィン付き管の周囲の空気が冷却されて下向きの空気の流れが発生するとともに、蒸気流通管から放熱された熱により空気が加熱されて上向きの空気の流れも発生し、空気の流れに乱れが生じる。その結果、液化ガスからフィン付き管のフィンを介しての空気への伝熱性が向上し、液化ガスの蒸発効率が向上する。また、蒸気はフィン付き管に接触しないので、フィン付き管の外周面への着霜が防止され、その結果蒸発効率の低下が防止されるとともに、フィン付き管のフィンの腐食が防止される。さらに、特許文献２記載の空温式液化ガス気化器のようなダクト、空気加熱器および送風機などの付属機器を必要としないので、コストが安くなる。
【００２３】
上記2)の空温式液化ガス気化器によれば、高温蒸気の有する熱の蒸気流通管からの放熱が効率よく行われ、液化ガスの蒸発効率も一層向上する。
【００２４】
上記3)の空温式液化ガス気化器によれば、高温蒸気の有する熱の蒸気流通管からの放熱が一層効率よく行われ、液化ガスの蒸発効率も一層向上する。
【００２５】
上記4)の空温式液化ガス気化器によれば、蒸気流通管に熱放射膜を比較的安価に形成することができる。
【００２６】
上記5)の空温式液化ガス気化器によれば、高温蒸気の有する熱の蒸気流通管からの放熱が一層効率よく行われ、液化ガスの蒸発効率も一層向上する。
【００２７】
上記6)の空温式液化ガス気化器によれば、蒸気流通管の放熱フィンとフィン付き管のフィンとが接触していないので、両者の熱膨張の差に起因するひずみの発生が防止される。
【００２８】
上記7)および8)の空温式液化ガス気化器によれば、高温蒸気の有する熱の蒸気流通管からの放熱が一層効率よく行われ、液化ガスの蒸発効率も一層向上する。
【００２９】
上記9)の空温式液化ガス気化器によれば、放熱フィンに熱放射膜を比較的安価に形成することができる。
【００３０】
上記10)の空温式液化ガス気化器によれば、高温蒸気による蒸気流通管の腐食を防止することができる。
【００３１】
上記11)の空温式液化ガス気化器によれば、高温蒸気の有する熱が内管および外管を介して放熱フィンから放熱されることにより加熱された空気を、送風機により上向きに流すことができ、その結果フィン付き管のフィンを介しての液化ガスへの伝熱性が一層向上し、液化ガスの蒸発効率が向上する。しかも、送風機の他にダクトおよび空気加熱器を必要とする特許文献２記載の空温式液化ガス気化器に比べてコストが安くなるとともに、省スペース化を図ることができる。また、送風機により上向きの空気の流れが発生するだけであるから、曲がったダクト内に空気を流す特許文献２記載の空温式液化ガス気化器に比べて、圧損が減少する。
【００３２】
上記12)の空温式液化ガス気化器の運転方法によれば、熱交換による沸騰によって気相に相変化する液化ガスを下方から上方に、同じく凝縮によって液相に相変化する蒸気を上方から下方に流すので、これらの流体を効率よく流すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３４】
図１および図２はこの発明による空温式液化ガス気化器の全体構成を示し、図３および図４はその要部の構成を示す。なお、以下の説明において、図１の左右を左右というものとする。また、図２の下側を前、上側を後というものとする。
【００３５】
図１〜図３において、空温式液化ガス気化器(1)は、複数の蒸発ユニット(3)を前後方向に間隔をおいて並列状に配置してなる蒸発部(2)と、複数のフィン付き蛇行管(5)を前後方向に間隔をおいて並列状に配置してなる加温部(4)とを備えている。
【００３６】
蒸発ユニット(3)は、上下方向に間隔をおいて互いに平行に配されかつ左右方向に伸びる上下１対のアルミニウム製マニホルド管(6)(7)と、両マニホルド管(6)(7)間にマニホルド管(6)(7)の長さ方向（左右方向）に間隔をおいて配されかつ上下両端部がそれぞれ両マニホルド管(6)(7)に接続された上下方向に伸びるアルミニウム製フィン付き管(8)とよりなる。したがって、蒸発部(2)は、複数の蒸発ユニット(3)を、マニホルド管(6)(7)およびフィン付き管(8)と直交する方向に並列状に配置することにより構成されている。
【００３７】
各蒸発ユニット(3)の上マニホルド管(6)の左端開口は閉鎖されている。各蒸発ユニット(3)における下マニホルド管(7)の左端は、前後方向に伸びかつ両端が閉鎖された入口ヘッダ管(9)に接続されている。入口ヘッダ管(9)の長さ方向の中央部に入口(11)が形成されている。下マニホルド管(7)の右端開口は閉鎖されている。
【００３８】
各蒸発ユニット(3)のフィン付き管(8)は、たとえばアルミニウム押出形材からなるものであり、外周面に上下方向に伸びる複数、ここでは８枚のフィン(8a)が放射状に一体に形成され、内周面に上下方向に伸びる複数の凸条からなるインナーフィン（図示略）が周方向に間隔をおいて一体に形成されたものである。なお、インナーフィンは必ずしも必要としない。各蒸発ユニット(3)において、前後方向および左右方向に隣接するフィン付き管(8)のフィン(8a)は、上下両端部において連結部材(12)により連結されている。連結部材(12)は、熱の影響により入口ヘッダ管(9)および上下マニホルド管(6)(7)が長さ方向に伸縮した場合や、熱の影響によりフィン付き管(8)が径方向に伸縮した場合にこれを吸収しうるように、たとえば横断面Ｓ字状となされている。
【００３９】
加温部(4)は、各フィン付き蛇行管(5)を、前後方向に関して各蒸発ユニット(3)と対応する位置に来るように、各蒸発ユニット(3)の右側に並列状に配置することにより構成されている。各フィン付き蛇行管(5)は、たとえば複数の直管状フィン付き管(13)をＵベンド(14)で接続することにより形成されている。直管状フィン付き管(13)は、蒸発ユニット(3)のフィン付き管(8)と同様な構成であり、各フィン付き蛇行管(5)における隣接する直管状フィン付き管(13)のフィン(13a)の上下両端部どうし、および前後に隣接するフィン付き蛇行管(5)における直管状フィン付き管(13)のフィン(13a)の上下両端部どうしは、それぞれ連結部材(12)により連結されている。連結部材(12)は、熱の影響によりフィン付き蛇行管(5)や後述する出口ヘッダ管(16)が長さ方向に伸縮した場合や、熱の影響によりフィン付き蛇行管(5)が径方向に伸縮した場合に、これを吸収するようになっている。また、各フィン付き蛇行管(5)の左端部の直管状フィン付き管(13)のフィン(13a)の上下両端部と、各蒸発ユニット(3)の右端部のフィン付き管(8)のフィン(8a)の上下両端部も、連結部材(12)により連結されている。各フィン付き蛇行管(5)の一端は、各蒸発ユニット(3)の上マニホルド管(6)の右端にＬベンド(15)を介して接続され、同じく他端は、加温部(4)の下方に配されかつ前後方向に伸びるとともに両端が閉鎖された出口ヘッダ管(16)に接続されている。出口ヘッダ管(16)の中央部に出口(20)が形成されている。
【００４０】
蒸発部(2)のフィン付き管(8)間に、上下方向に伸びる複数の蒸気流通管(17)が配置されている。ここでは前後、左右に隣り合う４本のフィン付き管(8)に囲まれた部分に、それぞれ蒸気流通管(17)が配置されている。各蒸気流通管(17)は、外周面に長さ方向に伸びる複数、ここでは４枚の放熱フィン(18a)が放射状に一体形成されたアルミニウム押出形材製外管(18)と、外管(18)内に密に挿入されかつ外管(18)の内周面を覆うステンレス鋼製内管(19)とよりなる（図４参照）。
【００４１】
蒸気流通管(17)の外管(18)の外周面および放熱フィン(18a)の表面には、図３に示すように、たとえば黒色塗膜からなる熱放射率が９５％以上である熱放射膜(21)がそれぞれ形成されている（図４においては図示略）。放熱フィン(18a)は、フィン付き管(8)のフィン(8a)と非接触状態となっている。すなわち、フィン付き管(8)には８枚のフィン(8a)が設けられ、外管(18)、すなわち蒸気流通管(17)にはフィン(8a)と突出高さの等しい４枚の放熱フィン(18a)が設けられ、放熱フィン(18a)が、前後、左右に隣接するフィン付き管(8)のフィン(8a)間に来るように配置されることにより、放熱フィン(18a)が、フィン付き管(8)のフィン(8a)と非接触状態となっている。なお、放熱フィン(18a)の突出高さをフィン付き管(8)のフィン(8a)の突出高さよりも低くすることにより、両者を非接触状態としてもよい。この場合、放熱フィン(18a)の枚数は適宜変更可能である。
【００４２】
蒸気流通管(17)の内管(19)の上下両端部は外管(18)の上下両端よりも上下に突出している。前後方向に関して同一位置にある複数の蒸気流通管(17)の内管(19)上端部は左右方向に伸びる蒸気用上マニホルド管(22)にそれぞれ接続され、同じく内管(19)下端部は左右方向に伸びる蒸気用下マニホルド管(23)にそれぞれ接続されている。蒸気用上マニホルド管(22)の右端開口は閉鎖され、左端は前後方向に伸びかつ両端が閉鎖された蒸気入口ヘッダ管(24)に接続されている。蒸気入口ヘッダ管(24)の長さの中間部に蒸気供給管(25)が接続されている。蒸気供給管(25)は、空温式液化ガス気化器(1)が設置される工場などに通常設けられている蒸気配管から延ばされている。蒸気用下マニホルド管(23)の右端開口は閉鎖され、左端は前後方向に伸びかつ両端が閉鎖された蒸気出口ヘッダ管(26)に接続されている。蒸気用下マニホルド管(23)の長さの中間部にドレン管(27)が接続され、ドレン管(27)に蒸気トラップ（図示略）が設けられている。蒸気出口ヘッダ管(26)の長さの中間部に蒸気排出管(28)が接続されている。蒸気排出管(28)は、空温式液化ガス気化器(1)が設置される工場などに通常設けられている蒸気配管に延びている。
【００４３】
上記構成の空温式液化ガス気化器(1)において、貯蔵タンクに貯蔵されていた液化ガスは入口(11)から入口ヘッダ管(9)内に送り込まれ、入口ヘッダ管(9)を通って各蒸発ユニット(3)の下マニホルド管(7)内に流入する。下マニホルド管(7)内に流入した液化ガスは全てのフィン付き管(8)に分流し、フィン付き管(8)内を上方に流れる間に、大気と熱交換して再ガス化する。これと同時に、高温蒸気が蒸気供給管(25)から蒸気入口ヘッダ管(24)に送り込まれ、蒸気入口ヘッダ管(24)を通って各蒸気用上マニホルド管(22)内に流入する。蒸気用上マニホルド管(22)内に流入した高温蒸気はすべての蒸気流通管(17)の内管(19)に分流して下方に流れる。そして、高温蒸気の有する熱が、外管(18)外周面の熱放射膜(21)および放熱フィン(18a)表面の熱放射膜(21)を介して放熱され、この熱によりフィン付き管(8)のフィン(8a)が加熱されるとともにフィン(8a)の有する熱がフィン付き管(8)内を流れる液化ガスに伝わり、その結果液化ガスの蒸発効率が向上する。また、蒸発部(2)においては、フィン付き管(8)内を流れる液化ガスによりフィン付き管(8)の周囲の空気が冷却されて下向きの空気の流れが発生するとともに、蒸気流通管(17)の外管(18)外周面および放熱フィン(18a)表面から放熱された熱により空気が加熱されて上向きの空気の流れも発生し、空気の流れに乱れが生じる。その結果、液化ガスからフィン(8a)を介しての空気への伝熱性が向上し、液化ガスの蒸発効率が向上する。
【００４４】
蒸発部(2)で得られたガスは、上マニホルド管(6)を経て加温部(4)のフィン付き蛇行管(5)に流入し、フィン付き蛇行管(5)内を流れる間に、大気と熱交換して所定温度、たとえば０℃以上に加温される。加温されたガスは出口ヘッダ管(16)内に流入し、出口(20)から送り出される。一方、蒸気流通管(17)の内管(19)内を下方に流れた高温蒸気は、蒸気用下マニホルド管(23)を経て蒸気出口ヘッダ管(26)に流入し、蒸気排出管(28)を通って排出される。蒸気の一部が凝縮することにより発生した凝縮水は、ドレン管(27)の蒸気トラップを経て外部に排出される。
【００４５】
上記実施形態において、図１に鎖線で示すように、蒸発部(2)の下方に、空気を上向きに送る送風機(F)を配置しておいてもよい。この場合、高温蒸気の有する熱が外管(18)および放熱フィン(18a)から放熱されることにより加熱された空気を、送風機(F)により上向きに流すことができ、これによりフィン付き管(8)のフィン(8a)を介しての液化ガスへの伝熱性が一層向上し、液化ガスの蒸発効率が向上する。
【００４６】
上記実施形態においては、蒸発部のフィン付き管(8)の上下両端部は上下マニホルド管(6)(7)に接続されているが、これに限るものではなく、前後方向に関して同一位置にある隣り合うフィン付き管(8)はＵベンドを介して接続されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明による空温式液化ガス気化器の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】空温式液化ガス気化器の蒸発部における上部の構成を示す一部省略斜視図である。
【図４】蒸気流通管の横断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
(1)：空温式液化ガス気化器
(2)：蒸発部
(8)：フィン付き管
(17)：蒸気流通管
(18)：外管
(18a)：放熱フィン
(19)：内管
(21)：熱放射膜
(F)：送風機
【図１】
2005003194.tif 000003
【図２】
2005003194.tif 000004
【図３】
2005003194.tif 000005
【図４】
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