(57)【要約】【課題】搭載される液化ガス容器との間の熱交換効率が高く、汎用性があり、かつ液化ガス容器の交換が容易な加熱冷却装置、および長時間にわたる液化ガスのバルク供給を可能とするガス供給装置を提供する。【解決手段】液化ガスが充填された液化ガス容器３０を加熱または冷却する加熱冷却装置１０であって、内部を熱交換媒体が流通する長手方向の揃う複数本の配管２０が幅方向に連結された可撓性の配管束１４と、該配管束１４を吊下する架台１２と、配管束１４と架台１２とを連結するバネ２４とを有することを特徴とする液化ガス容器の加熱冷却装置１０、および上記配管束１４に液化ガス容器３０を載置してなるガス供給装置５０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスが充填された液化ガス容器を加熱または冷却する加熱冷却装置であって、内部を熱交換媒体が流通する複数本の配管が幅方向に連結された可撓性の配管束と、該配管束を吊下する架台と、を有することを特徴とする液化ガス容器の加熱冷却装置。
【請求項２】
液化ガスが充填された液化ガス容器を加熱または冷却する加熱冷却装置であって、内部を熱交換媒体が流通する複数本の配管がその長手方向を横切る方向に設けられた可撓性を有する結束帯にそれぞれ接合されて液化ガス容器の載置面が形成された配管束と、該配管束を吊下する架台と、を有することを特徴とする液化ガス容器の加熱冷却装置。
【請求項３】
配管束と架台とが弾性体により連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱冷却装置。
【請求項４】
配管の横断面形状が楕円形、長円形、または弓形であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加熱冷却装置。
【請求項５】
配管束には、液化ガス容器の載置面に熱伝導性フィラーが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の加熱冷却装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の加熱冷却装置の配管束に、液化ガスが充填された液化ガス容器を載置してなるガス供給装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の加熱冷却装置の配管に、０℃乃至４０℃の水を供給する熱交換媒体供給手段を備えるガス供給装置。
【請求項８】
配管束を液化ガス容器に押圧する押圧手段を備えることを特徴とする請求項６に記載のガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化ガスを充填した液化ガス容器を熱媒または冷媒により加熱または冷却する装置、およびこれに液化ガス容器を載置したガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンモニアや塩化水素などに代表されるガスは、半導体製造におけるプロセスガスや、電子デバイスの原料ガスとして、これらの製造装置（以下、ガス使用装置という。）にて広く使用されている。上記ガスをガス使用装置に供給する場合、汎用の４７Ｌ容量のガスボンベをガス使用装置１台ごとに用意して個々に供給作業を行うことがもっとも一般的である。しかし近年、ひとつの工場におけるガス使用装置の設置台数の増加に伴い、大型のガス容器から配管を通じて多数のガス使用装置にそれぞれガスを供給するバルク供給の需要が高まっている。
【０００３】
アンモニアや塩化水素などのガスは、数ＭＰａＧ〜十数ＭＰａＧの高圧にて液化された状態でガス容器に充填されている。かかる高圧ガスを充填されたガス容器（液化ガス容器）からガスを抜き出してこれをガス使用装置に効率的に供給するには、液化ガス容器の出口では一般に０．５ＭＰａＧ程度の気相圧力が必要となる。
【０００４】
液化ガス容器に充填されたガスを気相にて取り出す場合、容器内部の高い充填圧力を開放するだけで液化ガスを気化させることができる。したがって、液化ガス容器の出口に設けられる減圧弁の二次側（下流側）圧力を例えば０．５ＭＰａＧに設定すれば、かかる圧力に調整された気相ガスを取り出すことができる。
しかし、液化ガスは気化する際に周囲から気化潜熱を奪うため、気相によるバルク供給を連続して行うと、液化ガスの温度は次第に低下しその飽和蒸気圧が降下する。そして飽和蒸気圧が所望の出口圧力（例えば上記の０．５ＭＰａＧ）を下回ると気相ガスは減圧弁を通過することができず、ガス使用装置へのガス供給は停止してしまう。
【０００５】
このため、強制的な加温手段を用いない自然気化方式にてガス使用装置に気相ガスをバルク供給する場合、常温を初期状態とする液化ガスが、その温度を降下させ、飽和蒸気圧が所望の出口圧力と等しくなる温度（ガス供給可能温度）に至るまでの時間は短く、かかる短時間しかバルク供給を行うことができないことが問題となる。また液化ガスの温度低下によりひとたびバルク供給が停止してしまうと、常温雰囲気により液化ガスがガス供給可能温度以上に温度回復するまでこれを再開できないという問題もある。さらに、冬季などに外気温がガス供給可能温度を下回ると、そもそも所望の出口圧力によるバルク供給ができないこととなる。
【０００６】
また、液化ガス容器から液相ガスを抜き出して、これを蒸発器にて気化させてガス使用装置に供給する方式のバルク供給も一般におこなわれているが、この場合も液化ガス容器内の液化ガスを加熱しながら供給を行うことが好ましい。これは、充填された液化ガスの残量の減少に追随するように液化ガス容器内で液化ガスを速やかに気化させ、該容器内の気相圧力を所定以上に維持しないと、該容器内が負圧となって液相ガスのスムーズな流出が阻害されるためである。
以上より、液化ガス容器からガスをバルク供給する場合は、取り出すガスが気相であるか液相であるかを問わず、該容器内部の液化ガスの飽和蒸気圧を維持すべく所定温度に保温または加温する必要がある。
【０００７】
また一方、液化ガスが加熱をうけて所定以上の温度に上昇してしまう虞のある場合は、これを効率よく冷却することが望まれる。例えば、気相ガスを高圧下で液化して液化ガス容器に充填する場合は断熱圧縮と凝集熱の発生により液化ガスは加熱される。また、外気温の高い夏季にバルク供給を行う場合も、安全のため所定の温度まで液化ガスを冷却することが求められる。
【０００８】
これらの課題に対処するため、従来は、例えば温水または温風が循環する配管やリボン状ヒータなどの加温器を液化ガス容器の外面に接触させて、該容器内部の液化ガスを加温する方法や、温水槽に液化ガス容器を浸漬させてこれを加温する加熱方法、またはこれらを冷水や冷風により行う冷却方法が用いられてきた。
【０００９】
例えば下記特許文献１には、液体ボンベ（液化ガス容器）の外周面を覆う温水ジャケットの発明が記載されている。また下記非特許文献１には、温水（冷水）を循環させるためのプレス溝を設けた金属プレートを半割り円筒状に成形し、載置された液化ガス容器を加温（冷却）することのできる熱交換器の発明が記載されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２２８５９４号公報
【非特許文献１】Ｔｒａｎｔｅｒ  ＰＨＥ  Ｉｎｃ．、”ＰＬＡＴＥＣＯＩＬ”、[online]、［平成１７年１１月２９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：  http://us.tranterphe.com/phe/platecoil/platecoil.htm＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献１に記載の温水ジャケットは、液体ボンベへの着脱に多くの作業工数を要する。また通常、液体ボンベの表面には微小な凹凸が多数存在するところ、温水ジャケットの係止用部材による拘束力のみでは液体ボンベと温水ジャケットとを十分に密着させることが困難であるため、両者の間に介在する空気層によって伝熱効率が低下し、温水による加熱効率が不十分であるという問題がある。一方、上記非特許文献１に記載の熱交換器は、半割り円筒状の金属プレートに液化ガス容器を載置するだけで熱交換作業を行うことができ、液化ガス容器の着脱作業が容易であるという利点がある。
【００１２】
しかし、かかる熱交換器は、液化ガス容器を載置する金属プレートの半割り円筒形状が固定的であるため、仮に常温における金属プレートのカーブ（曲率）と液化ガス容器の外周面の形状とを精度よく一致させて成形したとしても、外気温の変化や液化ガスの冷却などが生じた場合は、両者がそれぞれ独自の熱膨張率にて熱変形をして曲率を変化させるため、互いの接触性を維持することが困難であるという問題がある。
また、同一の規格の液化ガス容器であっても製造者ごとにその外形の曲率は微妙に相違するものであるところ、いずれかの製品に適合する金属プレートが他の製品と適合するとは限らず、上記熱交換器は汎用性に劣る。さらに、同一仕様の液化ガス容器であっても製造誤差により曲率や凹凸の形状は必ず所定のばらつきを伴うため、上記の熱交換器では、常に一定の熱交換効率が得られるとは限らない。よって、複数の液化ガス容器を交換しながら連続的にバルク供給する場合、いずれかの液化ガス容器については所定の加熱効率が得られないという問題も生じ得る。
【００１３】
かかる問題を解決するため、従来は熱交換用の金属プレートと液化ガス容器の外周面とを伝熱セメントによって貼り付け、両者の接触性を向上させる試みもなされていたが、かかる方式によれば液化ガス容器の脱着の際に伝熱セメントの除去または再塗布が必要であり、かかる作業に相当のコストと工程数を要するという新たな問題が生じていた。
【００１４】
なお、液化ガス容器の外周面に電気ヒータを直接接触させてこれを加熱することは、近年わが国においては高圧ガス保安法により認められていない。また、液化ガス容器を温水槽に浸漬する従来方法については、供給すべき温水の量が膨大であって多くのエネルギーコストを要するほか、一般に金属製である液化ガス容器を腐食させる虞があるという問題を有している。
【００１５】
以上を踏まえ本発明においては、搭載される液化ガス容器との間の熱交換効率が高く、汎用性があり、かつ液化ガス容器の交換が容易な加熱冷却装置、および長時間にわたる液化ガスのバルク供給を可能とするガス供給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】
【００１６】
本発明にかかる加熱冷却装置は、
（１）液化ガスが充填された液化ガス容器を加熱または冷却する加熱冷却装置であって、内部を熱交換媒体が流通する複数本の配管が幅方向に連結された可撓性の配管束と、該配管束を吊下する架台と、を有することを特徴とする液化ガス容器の加熱冷却装置；
（２）液化ガスが充填された液化ガス容器を加熱または冷却する加熱冷却装置であって、内部を熱交換媒体が流通する複数本の配管がその長手方向を横切る方向に設けられた可撓性を有する結束帯にそれぞれ接合されて液化ガス容器の載置面が形成された配管束と、該配管束を吊下する架台と、を有することを特徴とする液化ガス容器の加熱冷却装置；
（３）配管束と架台とが弾性体により連結されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の加熱冷却装置；
（４）配管の横断面形状が楕円形、長円形、または弓形であることを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載の加熱冷却装置；
（５）配管束には、液化ガス容器の載置面に熱伝導性フィラーが設けられていることを特徴とする上記（１）から（４）のいずれかに記載の加熱冷却装置；
を要旨とする。
【００１７】
また、本発明にかかるガス供給装置は、
（６）上記（１）から（５）のいずれかに記載の加熱冷却装置の配管束に、液化ガスが充填された液化ガス容器を載置してなるガス供給装置；
（７）上記（１）から（５）のいずれかに記載の加熱冷却装置の配管に、０℃乃至４０℃の水を供給する熱交換媒体供給手段を備えるガス供給装置；
（８）配管束を液化ガス容器に押圧する押圧手段を備えることを特徴とする上記（６）に記載のガス供給装置；
を要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる加熱冷却装置は、可撓性のある配管束を載置面として有するため、これに載置される液化ガス容器の外形形状にあわせて載置面が柔軟に形状を変化させ、該容器との高い接触性を得ることができる。このため配管束の内部を流通する熱交換媒体と液化ガス容器との熱交換効率がきわめて高いものとなる。
【００１９】
また、かかる載置面の柔軟性により、載置される液化ガス容器の曲率や外形寸法が個々に相違した場合もこれを吸収することができるため、高い汎用性が得られる。また同様の理由により、バルク供給中に配管束または液化ガス容器が熱変形した場合も、高い接触性を維持することができる。さらに、配管束と液化ガス容器とのかかる良好な接触性ゆえ、伝熱セメントによる両者の貼り付けが不要となり、また搭載面に液化ガス容器を載置するだけで加熱または冷却作業を開始することが可能であることから、液化ガス容器の交換作業が容易であるという利点がある。
【００２０】
また、本発明にかかる加熱冷却装置の配管束に液化ガス容器を載置してなるガス供給装置によれば、液化ガスを所定の温度および飽和蒸気圧に維持可能であるため、長時間にわたる液化ガスの連続的なバルク供給が可能となる。また液化ガス容器を配管束に載置するだけでその搭載作業が完了することから、該容器の交換に要する作業コストを低減することができる。さらに、配管の内部にのみ熱交換媒体を流通させる本発明はエネルギーコストに優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明にかかる加熱冷却装置の三面図であり、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。１０は加熱冷却装置、１２は架台、１４は配管束、１６は吊下部、２０は配管、２２は結束帯、２４はバネである。また、２６ａは熱交換媒体を加熱冷却装置１０に導入する熱交換媒体供給口、２６ｂは熱交換媒体を加熱冷却装置１０から排出する熱交換媒体排出口、２８は配管束１４を液化ガス容器３０に締め付けるためのバンドである。
【００２２】
本実施の形態にかかる加熱冷却装置１０は、配管２０の内部を流通する熱交換媒体と、搭載される液化ガス容器との間で熱交換を行うものである。
【００２３】
熱交換媒体には、温風、熱風、冷風などの気相媒体、または温水、熱水、熱油、冷水、不凍液などの液相媒体をいずれも用いることができる。熱交換媒体は、熱交換媒体供給口２６ａから配管２０に供給され、液化ガス容器との間で熱交換が行われた熱交換媒体は、熱交換媒体排出口２６ｂより加熱冷却装置１０の外部に排出される。
【００２４】
加熱冷却装置１０により加熱または冷却される液化ガス容器３０は、円形断面をもつ横置き型のものが好適であるが、矩形をはじめとする多角形や、楕円形または長円形を断面とするものでもよい。また、縦置き型の液化ガス容器を加熱または冷却する場合については後述する。
液化ガス容器３０の材料は、熱伝導性、強度、耐圧性に優れる金属が好ましく、特にステンレス鋼（ＳＵＳ）やマンガン鋼がよい。また充填される液化ガスは、アンモニア、塩化水素、塩素、亜酸化窒素など、常温常圧では気体であって、高圧の液化ガス容器３０の内部では液体として存在するものであれば特に限定されない。
【００２５】
本発明にかかる加熱冷却装置１０は、熱交換媒体を内部に流通させる配管２０が、その幅方向に複数本連結されて、液化ガス容器３０の載置面が形成された可撓性の配管束１４を有することを特徴とするものである。
配管束１４において、熱交換媒体を配管２０に流通させる態様としては例えば以下の二つの方式を採り得る。
（１）熱交換媒体供給口２６ａより加熱冷却装置１０に導入された熱交換媒体を、並列に設けられた複数本の配管２０にそれぞれ分配して供給し、液化ガス容器３０との間で熱交換に供した後、再び統合して、熱交換媒体排出口２６ｂより加熱冷却装置１０の外部に排出する方式。すなわちかかる方式の場合、図１（ａ）に示す加熱冷却装置１０においては、各配管の内部を熱交換媒体が流通する向きはいずれも同一となる。
（２）隣り合う配管２０の端部同士をフレキシブルなチューブで互いに連結して熱交換媒体の流路を一本の直列とし、該直列の流路の入口に、熱交換媒体供給口２６ａより加熱冷却装置１０に導入された熱交換媒体を供給する方式。この場合、該直列の流路の出口と熱交換媒体排出口２６ｂとを連結して、熱交換に供された熱交換媒体を排出することとなる。すなわちかかる方式の場合、図１（ａ）に示す加熱冷却装置１０においては、各配管の内部を熱交換媒体が流通する向きは一本ごとに互い違いとなり、供給された熱交換媒体はすべての配管を通過する。なお、かかる方式においては、互いに端部同士を連結された配管２０の剛性により配管束１４の可撓性が阻害されないよう、該端部同士の連結は上記のようにフレキシブルなチューブにより行うことが好ましい。
なお、上記（１）および（２）の方式を組み合わせた態様にて配管束１４内部の流路を形成してもよい。
【００２６】
配管束１４を構成する複数本の配管２０は、互いに同一形状、同一径、同一長さ、同一材料からなるものに限らず、これらのいずれか一以上が相違していてもよい。配管２０の材料は、例えばＳＵＳやアルミ合金などの金属材料とすることが、熱伝導性、強度、加工性などの観点から好適である。配管２０の好適な断面形状については後述する。
【００２７】
複数本の配管２０を幅方向に連結して、可撓性のある面状の配管束１４を得る方法として、図１に示す本実施の形態では、長手方向を揃えた複数本の配管２０を、互いに平行に設けた三本のフレキシブルな結束帯２２にそれぞれ連結して一体化する態様を例示する。
結束帯２２により幅方向に連結された配管束１４は、結束帯２２の両端が架台１２の相対向する吊下部１６に固定されることにより全体として凹状に吊り下げられる。この状態において、配管束１４は上下方向への可撓性を有している。吊下部１６は三本の結束帯２２の両端をそれぞれ保持するため、架台１２の長手方向に沿って片側に三箇所ずつ設けられている。
なお、加熱冷却装置１０の長手方向および幅方向については図中の矢印にて示す。
【００２８】
結束帯２２は、液化ガスが充填された液化ガス容器３０を配管束１４に載置した場合に、かかる重量によって容易に曲げ変形を生じ、隣り合う配管２０同士が連結されている角度を変えることができる。結束帯２２の具体的な材料、寸法、ヤング率などは載置される液化ガス容器３０の規格や液化ガスの充填量などによって適宜選択しうるが、ＳＵＳなどの金属材料や炭素繊維強化プラスチックなどの樹脂材料からなる薄板が好適に用いられる。結束帯２２は薄手の一枚板ゆえ曲げ剛性が低く、曲げ方向に所定の可撓性を有する。このため、複数本の配管を、その長手方向を横切る方向に設けた結束帯２２にそれぞれ接合して配管束１４を得た場合、配管２０自体の剛性は高いものの、配管束１４は、その幅方向に沿って曲げる方向に良好な可撓性をもつことができる。特に、配管２０を互いに所定の間隔をもって平行に並べ、これらの長手方向と直交して設けられた結束帯２２にそれぞれ接合することで、可撓性の配管束１４を好適に得ることができる。なお、結束帯２２は、載置される液化ガス容器３０の重量を保持する必要があることから、その引張方向には十分な強度を有している。したがって、所定の断面積をもち、かつ可撓性を得るために断面二次モーメントが小さい形状として、結束帯２２は薄板状が好ましい。
【００２９】
ただし、このほか、
１）紐状の部材により配管同士を緊縛する方式；
２）樹脂等の可撓性材料からなるプレートの内部に配管を埋設する方式；
３）配管同士の角度を柔軟に変えられるヒンジ機構により連結する方式；
４）金属フレキシブルパイプや樹脂パイプなどの可撓性の配管を用い、配管束の長手方向に沿って曲げる方向に、または長手方向と幅方向の両方向に、可撓性をもたせる方式；
など、複数本の配管を、互いに配管の幅方向に連結して可撓性のある配管束を得る方法は、図１に示す本実施の形態に限られない。また配管同士は長手方向が略同一方向に揃えて連結されることが好ましいが必ずしもこれに限られず、いずれかの配管と交叉するものがあってもよい。
【００３０】
なお、液化ガス容器３０と配管束１４のフィット性を向上するため、配管束１４を締め付ける押圧手段として、バンド２８を加熱冷却装置１０の長手方向の両端に設けてもよい。
【００３１】
次に、本発明にかかる配管束１４の機能および効果について図２に示す断面模式図を用いて説明する。同図（ａ）は液化ガス容器３０を載置する前の配管束１４の状態を表す鉛直断面図であり、同図（ｂ）は液化ガス容器３０を載置した状態の配管束１４を表す鉛直断面図である。なお、結束帯２２は図示を省略している。
配管束１４は、幅方向に複数本の配管２０が互いに連結され、可撓性のある巻き簾状の面を形成している。配管束１４の上面が液化ガス容器３０の載置面３２となる。配管束１４は、図２に示す鉛直上下方向（配管束１４の幅方向に沿って曲げる方向）の曲げ剛性が低く、隣り合う配管２０同士は連結角度を所定の範囲内で変えることができる。
【００３２】
配管束１４は、その幅方向の両端をバネ２４を介して架台１２の吊下部１６にて保持されている。バネ２４に両側を引っ張られて架台１２に吊り下げられた配管束１４は、幅方向の両端から中心部に向かって曲面状に垂下する形状となり、また該中心部は宙に浮いている。
【００３３】
図２（ａ）に示す初期状態において、配管束１４は、液化ガス容器３０をセットしやすいよう、幅方向の中央が液化ガス容器３０の外周面よりも大きな曲率半径にて凹状に撓み、広く口を開けて遊架されている。
【００３４】
かかる状態から図中矢印の向きに液化ガス容器３０を降下させてこれを配管束１４に載置した状態を同図（ｂ）に示す。内部に液化ガスが充填された液化ガス容器３０の自重（下向きの矢印Ｇで示す）は、容器の規格によっては２［ｔ］程度もの大きさとなる。配管束１４は、その幅方向に沿って載置面３２が面外に曲がる方向の可撓性を有しているため、液化ガス容器３０の自重により強く下方に引っ張られることで、巻き簾やハンモックのごとく、液化ガス容器３０に巻き付き、これを包み込むように変形する。具体的には、配管２０同士の連結角度が、液化ガス容器３０の外周面の接線角度にあわせて配管束１４は撓み、載置面３２と液化ガス容器３０とが良好にフィットする。これにより、初期状態（同図（ａ））で上方に大きく開口していた配管束１４は、その口が液化ガス容器３０の径に応じて絞りこまれるように変形する。なお、液化ガス容器３０が配管束１４に載置された同図（ｂ）の状態において、配管束１４から液化ガス容器３０には図中矢印Ｎで示す垂直抗力が生じ、これにより液化ガス容器３０の自重（矢印Ｇ）を相殺している。配管束１４と液化ガス容器３０との良好なフィット性により、垂直抗力は配管束１４の中央に位置する配管のみに集中せず、液化ガス容器３０の外周方向に沿って分散している。
【００３５】
また、配管束１４の幅方向の両端にはバネ２４が設けられている。バネ２４に代表される弾性体を介して配管束１４を架台１２の吊下部１６から吊り下げることにより、液化ガス容器３０を載置した場合に該弾性体が伸張し、配管束１４と液化ガス容器３０とのフィット性を向上することができる。これは以下の理由による。
【００３６】
すなわち、仮に配管束１４を吊下部１６に剛結合したとすると、配管束１４の幅方向の両端に位置する配管２０の角度および位置が固定されるため、液化ガス容器３０の外周面形状に沿う配管束１４の変形は抑制される。これに対し、本実施の形態にかかる配管束１４のように端部に弾性体を介在させることで、図中矢印Ｋにて示すように、該端部に位置する配管２０の角度および位置が変動可能となる。これにより配管束１４の全体が回転および移動し、液化ガス容器３０の外周面に沿って引き込まれるとともにこれにフィットする変形が柔軟に行われる。
つまり、配管束１４を吊下部１６に剛結合する場合は、液化ガス容器３０の外周面とフィットしようとする配管束１４の変形は、配管束１４自身の可撓性によって行われるのに対し、配管束１４を弾性体を介して吊下部１６に連結する本実施の形態の場合は、配管束１４の回転および移動、並びにそれ自身の可撓性による変形が可能であるため、液化ガス容器３０の外周面に対するフィット性がさらに向上する。
【００３７】
なお、弾性体を配管束１４の幅方向の両端側に設けることで、幅方向の左右のバランスを良好にとることができるが、いずれか一方にのみ弾性体を設けることもできる。また、弾性体が弾性変形する方向については、図２に示すごとく架台１２の上下方向および幅方向にいずれも変形可能とする方式のほか、そのいずれか一方のみを可能としてもよい。
架台１２の上下方向に変形可能な弾性体に配管束１４の端部を回転自在に連結する場合、配管束１４が液化ガス容器３０の外周面に沿って撓む変形を促進し、また液化ガス容器３０を配管束１４に載置する瞬間の衝撃荷重を吸収可能となる。
また、架台１２の幅方向に変形可能な弾性体を設ければ、液化ガス容器３０によって配管束１４が下方に押し込まれた場合、該弾性体の柔軟性が配管束１４の可撓性に付加されて、配管束１４を液化ガス容器３０の外周面に巻き付けて変形させることがより好適に行われる。
【００３８】
また、液化ガス容器３０を加熱冷却装置１０から取り外す場合は、液化ガス容器３０を上方に引き上げればよい。液化ガス容器３０による荷重の負荷が除去されると、巻き簾状にこれに巻き付いていた配管束１４は、バネ２４により両端を引っ張られ、すみやかに幅方向に口を開けた初期状態（図２（ａ））に戻る。このため、配管束１４と液化ガス容器３０とが干渉することなく該容器３０の取り外し作業を容易に行うことができる。
【００３９】
図２に示すように、本実施の形態にかかる加熱冷却装置１０は、配管束１４と液化ガス容器３０とが時計の３時から９時位置に相当する約１８０度の周回角度にわたって接触可能である。一般に液化ガスは液化ガス容器３０の内容積の８５％程度まで充填されることがあり、この場合の液化ガスの液面高さは、配管束１４が接触して熱交換を行う領域を越えることとなる。しかし、液化ガスの充填量が多い場合は、それに比例して液化ガスの熱容量も大きいため、例えば液化ガスのバルク供給によって気化潜熱が奪われて液化ガスが冷却されるとしてもその温度変化は緩慢である。よってかかる場合、液化ガス容器３０を下方からのみ加熱冷却装置１０にて加熱すれば液化ガス全体の温度を維持することが可能であり、液化ガスの飽和蒸気圧が所定以下となることを防ぐことができる。また逆に、高い外気温によって液化ガスが過熱される虞がある場合も同様であり、液化ガスの充填量が十分である場合は、液化ガス容器３０の下方からのみの冷却によってこれを防ぐことができる。
【００４０】
一方、液化ガスの充填量が減少した場合は、その熱容量が小さくなって温度変動が急激となるため、かかる温度変動に追随して加熱冷却装置１０により加熱または冷却を迅速に行う必要がある。一般に充填量が１０〜３０％程度となったときが、バルク供給がもっともクリティカルとなる。しかしこの場合も、液化ガスの充填量が少ないことから、その液面の高さは液化ガス容器３０の中央よりも下方となり、図１および図２に示す配管束１４によって液化ガスの全領域は十分にカバーされている。
なお、充填された液化ガスの量が減少すると、配管束１４に載置された液化ガス容器３０は、全重量が減少するためバネ２４に引き上げられて徐々に浮き上がり、配管束１４が液化ガス容器３０をカバーする領域は狭くなっていく。しかし、一般に液化ガス容器３０の容器重量は液化ガスの充填量と同程度であるため、仮に液化ガスが空になったとしても液化ガス容器３０は十分に配管束１４に沈み込んでいるため、上記クリティカルな状態において配管束１４と液化ガス容器３０との接触幅が不十分となって熱交換効率が低下する事態は発生しない。
なお、本発明にかかる加熱冷却装置１０による熱交換効率をさらに向上するため、液化ガス容器３０の上半分を加熱または冷却してもよい。かかる手段の具体例については後述する。
【００４１】
図３は、一部切欠図にて示す加熱冷却装置１０に、液化ガス容器３０を載置してなるガス供給装置５０の概念図である。本発明にかかるガス供給装置５０は、可撓性の配管束およびそれを吊下する架台を有する加熱冷却装置１０と、液化ガス容器３０とを有するものである。またガス供給装置５０は、液化ガスの導出ライン、熱交換媒体の供給手段、およびその制御装置を備えてもよい。
【００４２】
架台１２の内部には、結束帯２２を介して複数本の配管２０が幅方向に連結された配管束１４が、架台１２の長手方向に沿って片側に３箇所ずつ設けられた吊下部１６により吊下されて半割円筒状を形成している。配管束１４の上には、横倒しにされた液化ガス容器３０が載置され、上部を保温カバー３４により被覆されている。保温カバー３４は、液化ガス容器３０からの熱の出入りを遮断し、保温または保冷効率を高めるための被覆部材である。
【００４３】
液化ガス容器３０からは、気相ガス導出ライン８０および液相ガス導出ライン８２がそれぞれ延び、同一または異なるガス使用装置（図示せず）に液化ガスを供給する。気相ガス導出ライン８０には減圧弁８４が、液相ガス導出ライン８２には定流量弁８６がそれぞれ設けられ、液化ガスを所定の圧力や流量に制御可能である。
【００４４】
ガス供給装置５０には、バンド２８が架台１２の長手方向の両端に設けられており、配管束１４を液化ガス容器３０に締め付けて両者の接触性を高めている。バンド２８は、吊下部１６と干渉しない限りその本数および締め付け位置は同図に示す態様に限られるものではなく、例えば３本以上を用いてもよく、またに保温カバー３４を押圧してもよい。また保温カバー３４を所定のテンションをかけて液化ガス容器３０の周囲に張着する方式とすることで、バンド２８の機能を併せ持たせることも可能である。
【００４５】
配管２０に供給される熱交換媒体、および熱交換媒体供給手段の例として、図３ではヒータ６４により加温された温水６２と、これを循環供給する温水タンク６０を示している。温水タンク６０に蓄えられた温水６２は、ポンプ６６により駆動され、媒体循環用配管６８を通じて架台１２の熱交換媒体供給口２６ａ（図１参照）に導入される。熱交換に供された温水６２は、熱交換媒体排出口２６ｂ（図１参照）より媒体循環用配管６８に排出され、温水タンク６０へと戻される。温水タンク６０ではヒータ６４にて所定の温度に加熱され、再び熱交換媒体として配管２０に供給される。温水６２の温度や、配管２０に供給される温水の速度は、制御盤７０により制御されている。かかる循環方式とすることで、熱交換媒体の温度をきめ細かく制御可能であるとともに、循環される温水６２の量を少なくすることができ、エネルギーコストを低減することができる。
【００４６】
なお、温水６２の温度は０℃乃至４０℃とすることが好適である。特に３５℃乃至４０℃の水を用いることが、アンモニアなどの液化ガスをバルク供給する場合の熱媒として好適である。また０℃乃至２０℃の水を用いることが、液化ガスを冷却する場合の冷媒として好適である。
【００４７】
本発明にかかるガス供給装置５０によれば、配管束１４と液化ガス容器３０との良好な接触性により、高い熱交換効率を得ることができる。このため、ガス使用装置へのバルク供給中に気化潜熱を奪われて徐々に冷却される液化ガスの温度補償が迅速かつ効率的に行われ、長時間にわたるバルク供給が実現される。
【００４８】
本発明にかかる加熱冷却装置１０およびガス供給装置５０を実施するためのその他の形態について以下説明する。
【００４９】
熱交換媒体を内部に流通する配管２０を、その幅方向に切断した断面（横断面）の形状は、一般的な円形のほか、矩形またはその他の形状とすることができる。
【００５０】
図４は、配管２０の好適な横断面形状の例であり、同図（ａ）は円形、（ｂ）は楕円形、（ｃ）は長円形、（ｄ）は弓形である。円形の場合、配管の入手性や、加熱冷却装置１０内における這い回しに優れる。楕円形および長円形は、円形に比べて液化ガス容器３０との接触性がよく、円形断面の場合に比べ、より少ない本数の配管によって同等の熱交換効率が得られる。弓形の場合、凹面側を液化ガス容器３０の載置面３２とすることで、該容器に対する高い接触性と熱交換効率が得られる。凹面の曲率は、載置される液化ガス容器３０の外周面の曲率にあわせるとよい。
【００５１】
図５は、配管束１４を幅方向に切断した横断面の部分拡大図である。金属の薄板からなる結束帯２２の上面に弓形断面をもつ配管２０が、所定の間隔をもって横並びに接合されている。また配管束１４の上面には、ゲル状の熱伝導性フィラー３６が設けられている。
熱伝導性フィラー３６は、配管束１４に載置された液化ガス容器３０の自重によって押し潰されて変形し、配管２０との微小な隙間を埋めることができる。
これにより、本発明にかかる可撓性の配管束１４と液化ガス容器３０との良好な接触性がさらに高められ、熱交換媒体による熱交換効率を向上させることができる。
熱伝導性フィラー３６には高熱電導性のゲル状物質であれば広く用いることができ、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムなどのゴム材料や、金属等の熱伝導物質を含有した樹脂材料などをシート状に成形して用いることができる。また、熱媒として一般的に用いられる４０℃程度の温水の熱で溶融しないことが好ましい。
また、熱伝導性フィラー３６として上記ゴム材料を用いるなどして、これを着脱自在とすることで、従来のように伝熱セメントにて熱交換器と液化ガス容器とを固着する方式とは異なり、液化ガス容器３０の容易な交換作業性を損なうことなく、本発明にかかる加熱冷却装置１０の高い熱交換性能を享受することができる。
【００５２】
配管束１４と架台１２とを結合する弾性体は、図２に例示した直線バネのほか、捩りバネ、板バネなども用いることができる。また、弾性体は、図２に模式的に示すように配管束１４と吊下部１６との間に設けられる態様のほか、配管束１４の内部に設けることもできる。すなわち、可撓性の結束帯２２に長手方向の揃う配管２０を幅方向に並べて接合してなる配管束１４において、結束帯２２の全体を引張剛性の低い樹脂材料から形成することで、配管２０同士の連結角度が変えられる面外方向の曲げ剛性と、配管２０同士の間隔を伸ばすことのできる面内方向の引張剛性をいずれも低いものとすることができ、いずれも配管束１４を液化ガス容器３０の外周面に好適にフィットさせる効果が得られる。
また結束帯２２において、隣り合う配管２０同士の間に、ストライプ状に引張剛性の低い箇所を設けることでも、配管２０同士の間隔や連結角度を変化させることができ、同様の効果が得られる。
【００５３】
また本発明においては、弾性体の弾性率を調整自在とすることも好適である。これにより、配管束１４に載置される液化ガス容器３０の規格や充填される液化ガスの質量に応じて好適な弾性率を選択可能となる。例えば大型の液化ガス容器３０を載置する場合は、弾性体の引張変形量が大きくなりすぎぬよう弾性率を所定の大きさとし、小型の液化ガス容器３０を載置する場合は、配管束１４の柔軟な変形を促進するために弾性率を小さくすると良い。
さらに、弾性体の弾性率を液化ガスのバルク供給の最中に動的に調整可能としてもよい。この場合、液化ガスの充填量の減少に伴って漸減する載置重量（図２の矢印G参照）をロードセル等にて測定し、配管束１４と液化ガス容器３０とのフィット性が常に最適となるよう弾性率を制御することが可能となる。
【００５４】
また本発明においては、配管束１４を吊下する吊下部１６の位置を鉛直上下方向または架台１２の幅方向に移動可能としてもよい。例えば径の大きな液化ガス容器３０を配管束１４に載置する場合は、架台１２の幅方向に対向する吊下部１６同士の間隔を大きくし、かつ吊下部１６の位置を高くし、逆に径の小さな液化ガス容器３０を載置する場合は吊下部１６同士の間隔を小さくし、かつ吊下部１６の位置を低くすることで、加熱冷却装置１０が液化ガス容器３０の複数の規格に対応可能となり、その汎用性が向上する。
【００５５】
また本発明にかかる加熱冷却装置１０おいては、保温カバー３４（図３参照）に替えて、またはこれと併用して、載置される液化ガス容器３０の上方を被覆する上部配管束３８を設けてもよい。
【００５６】
図６は、上部配管束３８の具体例を示す模式図である。吊下部１６に両端を保持された配管束１４には、液化ガス容器３０が載置されている。配管束１４には、図示しないヒンジ機構を介して一対の上部配管束３８が回動自在に連結している。上部配管束３８は、内部を温水などの熱交換媒体が流通可能な配管を幅方向に複数本連結してなる曲面状の熱交換用部材である。上部配管束３８の曲面形状は、液化ガス容器３０の上部の外周形状に適合する曲率としてある。
同図に示すように、液化ガス容器３０を搭載する際は、一対の上部配管束３８は上方を開口している。液化ガス容器３０がこれを通過して配管束１４に載置されると、上記ヒンジ機構を中心として上部配管束３８は図中の矢印に示す方向に回動し、液化ガス容器３０の上部を被覆する。これにより、液化ガス容器３０の下部を配管束１４、上部を上部配管束３８にて加熱または冷却することとなり、加熱冷却装置１０の熱交換効率が向上する。
【００５７】
本発明にかかる加熱冷却装置１０やガス供給装置５０は、縦置き型の液化ガス容器に適用することも可能である。この場合、巻き簾状に形成した配管束１４を側方から液化ガス容器に巻き付け、バンド２８などで固縛することで熱交換をおこなうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明にかかる加熱冷却装置の三面図であり、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。
【図２】配管束の断面模式図であり、（a）液化ガス容器を載置する前の配管束、（ｂ）液化ガス容器を載置した状態の配管束をそれぞれ表す。
【図３】本発明にかかるガス供給装置の概念図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）配管の好適な横断面形状を示す断面図である。
【図５】配管束の横断面の部分拡大図である。
【図６】上部配管束の具体例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
加熱冷却装置    １０
架台    １２
配管束    １４
吊下部    １６
配管    ２０
結束帯    ２２
バネ    ２４
バンド    ２８
液化ガス容器    ３０
載置面    ３２
保温カバー    ３４
熱伝導性フィラー    ３６
上部配管束    ３８
ガス供給装置    ５０
温水タンク    ６０
媒体循環用配管  ６８
気相ガス導出ライン    ８０
液相ガス導出ライン    ８２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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