(57)【要約】【課題】  液化ガスの気化装置において、その設置箇所に制約がなく、また各種工場や設備において発生する高温空気などの空気を熱源に用い、熱交換器の氷着などを発生させることなく、通年安定して液化ガスの気化が可能になる液化ガス気化装置の提供。【解決手段】  気化器に循環熱媒体(不凍液や水)を散水又は循環熱媒体中に気化器を浸漬して熱交換させ、冷却された循環熱媒体を複数の熱交換器で加温して再度該気化器に送る加温・循環手段を設けた構成において、循環熱媒体の加温を、別途使用される空調設備で冷熱として供給することで実行する構成となすことで、各種工場や設備の廃熱を利用可能にし、気化器における必要熱量を得るのに、該空調設備で使用する複数の熱交換器を適宜選択使用することで対応可能となり、気化器における液化ガスの気化を安定的に実施できる。【選択図】        図1
2005214500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガス気化器に循環熱媒体を散水又は循環熱媒体中に気化器を浸漬して熱交換させ、冷却された循環熱媒体を複数の熱交換器で加温して再度該気化器に送る加温・循環手段を設けた構成において、前記熱交換器が別途使用される空調設備で冷熱を供給する構成であり、気化器における必要熱量を該空調設備で使用する複数の熱交換器を適宜選択使用して設定する液化ガス気化装置。
【請求項２】
複数の熱交換器のうち少なくとも1つの熱交換器が、別途使用される空調設備の廃熱で循環熱媒体を加温する構成である請求項1に記載の液化ガス気化装置。
【請求項３】
液化ガス気化器にオープンラック型、加温手段にプレートフィン型熱交換器を用いた請求項1に記載の液化ガス気化装置。
【請求項４】
循環熱媒体の散水又は浸漬を非酸素雰囲気で実施する手段を備えた請求項1に記載の液化ガス気化装置。
【請求項５】
液化ガス気化器に循環熱媒体を散水又は循環熱媒体中に気化器を浸漬して熱交換させ、冷却された循環熱媒体を複数の熱交換器で加温して再度該気化器に送る加温・循環手段を設けた構成において、前記熱交換器が別途使用される空調設備の冷熱媒体の循環系と熱交換をして液化ガス冷熱を供給する構成であり、気化器における必要熱量を該空調設備で使用する複数の熱交換器を適宜選択使用して設定する液化ガス気化装置。
【請求項６】
液化ガス気化器にアルミニウム製のオープンラック型、循環熱媒体の加温手段にアルミニウム製の熱交換器を用い、銅製の熱交換器を用いる空調設備側との間の熱交換にステンレス鋼製の熱交換器を使用した請求項5に記載の液化ガス気化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気を主熱源として、液化天然ガス(LNG)等の液化ガスを気化する空温式液化ガス気化装置の改良に係り、熱媒体としての不凍液又は水を散水又は浸漬して液化ガスと熱交換させる構成において、液化ガスの気化熱で冷却された熱媒体を加温するのに、新たに加熱エネルギーを発生させることなく、例えば、別途稼働して高温雰囲気になっている各種工場や処理室などの空調設備を利用し、前記熱媒体の気化熱を冷房の冷熱として供給することで、工場内など熱源を有効に回収利用可能にするとともに、各種熱発生源を有する工場などに液化ガスの気化設備の設置を実現可能にした液化ガス気化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱媒体として海水を使用する気化装置では、液化天然ガスの気化時に低温になった海水はその冷熱の有効利用されることなく、そのまま放出されている。そこで、液化天然ガスを気化させる際に、その気化熱でもって空気を冷却させてこれを利用し、冷熱の有効利用を図る構成の設備が提案されている。
【特許文献１】特開2001-304735
【０００３】
空気を主熱源として、液化天然ガス(LNG)、液化石油ガス(LPG)、液化窒素、液化酸素等の液化ガスを気化する空温式液化ガス気化装置としては、古くから自然対流型があり、これの改良型として、特開平9-303696号公報に開示の強制対流型と、特開平11-294694号公報に開示の強制循環型がある。
【特許文献２】特開平9-303696号
【特許文献３】特開平11-294694号
【０００４】
また、空気を主熱源として、液化ガスの気化に主として廃熱を利用して気化する液化ガス気化システムとして、液化ガス気化装置と、液化ガス気化装置で用いられるブラインへ廃熱を供給する廃熱供給装置と、これら両者間を循環するブラインを一時的に溜めるブラインタンクとを備える構成があり、ブラインタンクが、液化ガス気化装置側からの低温ブラインを溜める第1室と、廃熱供給装置からの高温ブラインを溜める第2室とに分割され、ここで第2室内の高温ブラインを液化ガス気化装置側へ供給し、第1室内の低温ブラインを廃熱供給装置側へ供給することで、廃熱の利用効率を向上させたシステムがある。
【特許文献４】特開2002-39695
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液化ガスの気化を海水熱源にして熱交換を行うシステムでは、当該設備を海水を容易に取水できる海岸に近い所に設置する必要があり、内陸部の工場などで液化ガスの気化を行うことができない。
【０００６】
一方、空気を気化熱の主熱源とすると設備の設置箇所の制約はないが、基本的に液化ガスの気化に際し、空気中の水分が極低温の液化ガスが通過する熱交換器の表面に霜着、氷着することが避けられず、密閉室内に設置する必要がある等の問題がある。また、冬季などの気温低下などで熱量が不足する時に不足熱量を補う手段を種々用意してこれを適宜選定利用できるように構成する必要があり、装置全体が複雑になる嫌いがある。
【０００７】
この発明は、液化ガスの気化装置において、その設置箇所に制約がなく、また各種工場や設備において発生する高温空気などの空気を熱源に用い、熱交換器の氷着などを発生させることなく、通年安定して液化ガスの気化が可能になる液化ガス気化装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は、先に、空温式液化ガス気化装置における着霜及び着氷を発生させない構成を目的に種々検討した結果、従来装置と異なり、大気を低温液化ガスと直接接触させないよう、不凍液を中間熱媒体として採用することにより、すなわち、大気と不凍液、不凍液と低温液化ガスという2段階で熱交換をさせることにより、着霜及び着氷問題を解決できることを知見した。
【特許文献５】特開2001-254895
【特許文献６】特開2002-089791
【０００９】
発明者は、さらに各種工場や設備において発生する廃熱等を利用できる液化ガス気化装置の構成について種々検討した結果、気化器に循環熱媒体(不凍液や水)を散水又は循環熱媒体中に気化器を浸漬して熱交換させ、冷却された循環熱媒体を複数の熱交換器で加温して再度該気化器に送る加温・循環手段を設けた構成において、循環熱媒体の加温を、別途使用される空調設備で冷熱として供給することで実行する構成となすことで、各種工場や設備の廃熱を利用可能にし、気化器における必要熱量を得るのに、該空調設備で使用する複数の熱交換器を適宜選択使用することで対応可能となり、気化器における液化ガスの気化を安定的に実施できることを知見し、この発明を完成した。
【００１０】
また、発明者は、上記特徴を有する液化ガス気化装置において、
複数の熱交換器のうち少なくとも1つの熱交換器が、別途使用される空調設備の廃熱で循環熱媒体を加温する構成、
液化ガス気化装置にオープンラック型、加温手段にプレートフィン型熱交換器を用いた構成、
液化ガス気化装置の熱媒体の散水又は浸漬を非酸素雰囲気で実施する手段を備えた構成、を併せて提案する。
【００１１】
さらに、発明者は、例えば、アルミニウム製オープンラック型の液化ガス気化器に循環熱媒体を散水又は循環熱媒体中に気化器を浸漬して熱交換させ、冷却された循環熱媒体を熱交換器で加温して再度該気化装置に送る加温・循環手段を設けた構成において、前記熱交換器が別途使用される銅製熱交換器を用いる空調設備の冷熱媒体の循環系と、ステンレス鋼製の熱交換器を介して熱交換をして液化ガス冷熱を供給する構成であり、気化装置における必要熱量を該空調設備で使用する複数の熱交換器を適宜選択使用して設定することを特徴とする液化ガス気化装置を併せて提案する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明による液化ガス気化装置は、空気を気化熱の主熱源とする構成でその設置箇所に制約がなく、各種工場や設備において発生する高温空気を有効利用することが可能である。
【００１３】
この発明による液化ガス気化装置は、不凍液や水を気化器に散水し、不凍液を空気を主熱源としてこれを加熱して循環利用するもので、熱交換器の氷着などを発生させることなく、通年安定して液化ガスの気化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明による液化ガス気化装置は、例えば不凍液を循環熱媒体として採用して、大気と不凍液、必要に応じて選択する補助熱交換器で空気以外の熱媒体と不凍液、不凍液と低温液化ガスという2〜3段階で熱交換をさせることにより、従来の空温式装置で不可避であった着霜及び着氷問題を解決し、外気温の極端な低下にも安定した連続運転を可能としたものである。
【００１５】
この発明において、液化ガスを気化するための液化ガス気化器には、水や不凍液との熱交換が可能であれば、公知のいずれの構成の熱交換器であっても採用でき、例えばオープンラック式のほか、シェルアンドチューブ式、浸漬式、撹拌式等を採用できる。
【００１６】
ここで、不凍液を熱媒体として採用して不凍液と低温液化ガスの熱交換にオープンラック式熱交換器で散水使用し、この冷却された不凍液を加熱するための熱交換器にプレートフィン型を使用することが想定される。さらにかかる熱交換器の構成の場合、不凍液に塩化カルシウム水溶液等の腐食性のあるものを用いると、この循環経路がオープンとなり、不凍液中の溶存酸素の影響により熱交換器などの腐食が懸念される。
【００１７】
そこで、オープンラック式熱交換器を密閉容器内に収納し、例えば窒素雰囲気下で不凍液散水を行えば、オープンラック式並びにプレートフィン型熱交換器の腐食を防止できる。すなわち、オープンラック式、浸漬式、撹拌式等の構成において、不凍液の散水や浸漬等を非酸素雰囲気で実施する手段を設ける。
【００１８】
例えば、オープンラック式熱交換器全体を密閉容器内に収納して、密閉容器内に窒素ガスを充填し、窒素ガス雰囲気中で不凍液の散水を行うことで、不凍液中に酸素を溶存させることがない。また、不凍液の使用は、通年で常時使用することも、所定期間のみの使用で他の期間は水などを使用することも可能であり、水などの使用時は前記密閉容器を解放して大気雰囲気とすることができる。
【００１９】
この発明において、不凍液は、気化装置の設計条件や採用する液化ガス気化器、不凍液加温器などの構成に応じて適宜選定する。例えば、凝固点、伝熱特性、毒性などの各種物性などを適用する機器に応じて比較検討して、塩化カルシウム水溶液、エチレングリコール水溶液、プロピレングリコール水溶液などより適宜選定する。
【００２０】
この発明において、不凍液の加温手段、循環手段には、前記の液化ガス気化器の構成に応じて、公知の手段を適宜選定利用することができる。例えば、実施例に示すオープンラック式気化器において、空気による不凍液加温器を用いて、加温した不凍液を気化器に散水し、これを受水槽で回収して循環ポンプを備えて、循環使用するための不凍液加温器への循環配管を設けた構成などとすることができる。
【００２１】
また、プレートフィン型熱交換器を用いることで効率の良い加温が可能となる。また、加温手段、循環手段には、不凍液を気化器用熱交換器と加温器用熱交換器との間を密閉構成で循環させることも可能である。
【００２２】
この加温手段において、循環熱媒体の加熱用熱交換器には、空気ファン式のプレートフィン型熱交換器を用い、さらにこれに並列して1以上の補助の熱交換器を配置し、気化器で冷却された不凍液の温度を所定温度まで昇温するため、その一部又は全部を補助熱交換器で既定値に昇温し、外気温度の変動や液化ガス気化器の負荷変動などに対応できるよう補助熱交換器の数などの使用条件を適宜選択できる構成とする。
【００２３】
この発明において、気化器における必要熱量を該空調設備で使用する複数の熱交換器を適宜選択使用して設定する構成は、実施例に示すごとく、複数の室内機内に設けた熱交換器の全てあるいは所要数の熱交換器にて、散水ノズルから散水される際の所要温度となるように不凍液を加温することができる。
【００２４】
この補助熱交換器には、別途稼働して高温雰囲気になっている各種工場の製造設備、処理設備、加工処理室など、さらには各種機関の運転室などで使用されている空調設備を利用し、気化器で得た冷熱を供給するように構成する。熱交換器の構成としてはプレートフィン型熱交換器を初め、公知のいずれの構成の熱交換器も採用でき、熱媒体も空気あるいは空気以外の熱媒体を用いるなど、その構成や数のほか、配管やバイパス手段をも適宜選定できる。
【００２５】
さらに、必要に応じて、長期間運転後の不凍液の性状変化対策として、循環配管中に不凍液の品質を維持するための公知のフィルター類、濃度調整などの処理装置を付加することも可能である。
【００２６】
また、上述の空調設備が稼働していない場合など、大気温度が低く、液化ガス気化器の出口ガス温度が低くなるような設計条件の場合には、例えば、同気化器の出口ガス配管中に補助加温器を設置することも可能である。この補助加温器の型式としては、設計条件に応じて、大気による自然対流式加温器、大気による強制対流式加温器、各種温水熱源加温器等より適宜選定すればよい。
【００２７】
この発明において、補助の熱交換器が別途使用される空調設備の冷熱媒体の循環系と中間熱交換器を介して熱交換をして液化ガス冷熱を供給する構成は、例えば、気化器側が主にアルミニウム製熱交換器を用い媒体に不凍液を使用し、空調設備系が冷房器で一般な銅製の熱交換器で凝縮気化ガスを使用する場合等、異なる熱媒体を接近させたくないなどの条件時に、ステンレス鋼製の熱交換器を介在させて、不凍液と代替フロン系などの凝縮気化ガスとの間の熱交換を行わせる。
【００２８】
中間熱交換器としては、プレートフィン型、シェルアンドチューブ型等公知の熱交換器構成を適宜採用でき、材質的には、上記のステンレス鋼製のほか、使用する熱媒体種に応じた耐食性金属や合金材を利用できる。
【実施例】
【００２９】
実施例1
図1において、気化器本体1は、フィンチューブを多数立設してその外周に設けたスターフィン同士を突き合わせてパネル状に形成し、当該熱交換パネルの上部より不凍液を散水ノズル2にて流下させ、液化ガスをチューブ下端より導入して熱交換、気化させる構成からなり、熱交換パネルの下方には受水槽3が配置されている。
【００３０】
受水槽3内の不凍液は、循環ポンプ4にて不凍液加温器5へ送られる。不凍液加温器5では空気ファン6にて不凍液が熱源の空気で加温されて、配管にて不凍液が散水ノズル2へと送られる。
【００３１】
このシステムでは、まず不凍液加温器5において空気により不凍液を加温し、その不凍液を散水ノズル2より気化器本体1に供給して低温液化ガスを気化させ、回収した不凍液は循環ポンプ4により再度不凍液加温器5に戻して循環使用するものである。
【００３２】
不凍液を加熱するための補助熱交換器は、上記循環系に並列接続する形態で、ここではPCB処理室10内に設置される8機のスポット空調機11に配置される。各スポット空調機11は、室内機に熱交換器12を内蔵するもので、これに不凍液が導入される。なお、PCB処理室の可動時は室内温度が50℃以上程度に上昇するので、30℃以下の冷却空気を創出する。
【００３３】
図1の気化装置において、気化器本体1に導入されるLNG量が少なく外気温度が高い場合は、気化器本体1に散水され冷却された不凍液は、不凍液加温器5では空気ファン6にて不凍液が熱源の空気で加温されて、配管にて不凍液が散水ノズル2へと送られる。
【００３４】
ここで気化ガスの需要が増大してLNGの処理量が増大した場合は、例えば、PCB処理室10が稼働し、かつ外気温が低い場合、不凍液加温器5への送給を止めて不凍液を8機のスポット空調機11に均等に分配して送り、ここで気化時の冷熱をPCB処理室10内の冷却に利用して、不凍液を十分に昇温して散水ノズル2、気化器本体1へと循環させる。
【００３５】
この場合、8機のスポット空調機11の本来の冷房器としての能力は、不凍液から持ち込まれた冷熱量に応じて絞りこみ、コンプレッサー等の電力消費を大きく削減できる。外気温、LNGの処理量、PCB処理室の稼働率等を考慮して、高温処理に伴う発熱を最大限利用できるように、不凍液加温器5、8機の交換器12を適宜選定して利用することができる。
【００３６】
実施例2
図2に示す気化装置は、実施例1と同様構成の気化器本体1において、気化器本体1、散水ノズル2、受水槽3及び配管を含めて全てが、密閉容器20内に収容配置されている。密閉容器20の下部には、窒素ガス導入管21と空気導入管22が設けられ、上部にはガス排出管23を設けてあり、容器内を窒素ガス雰囲気に置換することが可能になっている。
【００３７】
さらに図示しないが、密閉容器20内の酸素濃度の測定並びに警報装置が付設してあり、窒素ガス雰囲気中の酸素濃度の検出、メンテナンス時の空気(酸素)濃度の検出を行う構成である。なお、空気導入管22はファンを用いた密閉可能な空調装置であってもよい。
【００３８】
上記構成において、受水槽内の不凍液は、実施例1と同様構成で、循環ポンプにて図示しない不凍液加温器へ送られる。不凍液加温器で空気ファンにて不凍液が加温されて散水ノズル2へと送られる。
【００３９】
さらに、上記循環系には、不凍液の補助熱交換器30が並列配置されている。また、実施例1と同様にPCB処理室10内の冷却を行う8機のスポット空調機11に設けた熱交換器12と補助熱交換器30間を冷却水を循環ポンプ13で循環させる構成であり、補助熱交換器30では気化器本体1で冷却された不凍液とスポット空調機11で加熱された冷却水との間で熱交換を行う構成である。
【００４０】
ここでは、熱媒体に応じた材質からなる熱交換器を使用し、気化器本体1がアルミニウム製オープンラック型熱交換器であり、スポット空調機11の熱交換器12は銅製のシェルアンドチューブ型熱交換器、補助熱交換器からなる30はステンレス鋼製プレートフィン型熱交換器をそれぞれ使用した。
【００４１】
気化器本体1で冷却され不凍液は補助熱交換器30に導入時に5℃であり、ここでスポット空調機11の冷却水を7℃に冷却し、スポット空調機11でPCB処理室内の高温空気と熱交換して補助熱交換器30に戻る際は12℃であり、不凍液を11℃に加温することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
この発明による液化ガス気化装置は、実施例に示すごとく、高温処理設備を有する工場内に設置したように、ごみ処理工場から一般製造工場など各種工場や設備において種々発生する高温空気を有効利用し、工場内で必要となる燃料用ガスを気化し効率よく供給することが可能となる。
【００４３】
この発明による液化ガス気化装置は、通常の大気を熱源とする他、工場内で高温を発し冷却を要する箇所に適宜熱交換器を配置して、気温変化やガスの需要量などに応じて多数の熱交換器を選択利用し、液化ガスの気化の際の冷熱と熱交換するため、通年安定して燃料用ガスを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明による液化ガス気化装置の構成例を示す説明図である。
【図２】この発明による液化ガス気化装置の他の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
1  気化器本体
2  散水ノズル
3  受水槽
4,7,13  循環ポンプ
5  不凍液加温器
6  空気ファン
10  PCB処理室
11  スポット空調機
12  熱交換器
20  密閉容器
21  窒素ガス導入管
22  空気導入管
23  ガス排出管
30  補助熱交換器
【図１】
2005214500.tif 000003
【図２】
2005214500.tif 000004