(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水バスを形成するシェル本体内に、温水と熱交換して液化ガスを蒸発させる伝熱管束を設け、この伝熱管束を、端部に複数の１８０°リターンベンドを有する多パスの伝熱管を多数列並べて形成してなる温水バス式気化器において、
前記シェル本体を水平円筒型にし、前記円筒の軸方向から見て、前記伝熱管束の前記伝熱管が円筒断面内に有効に配置できるように前記リターンベンドを斜めを含む配置にするとともに、
前記リターンベンドにより多パスの伝熱管の各列が上下に配置されて前記伝熱管束が形成され、前記水平円筒の両側面に一対の整流板が設けられることを特徴とする温水バス式気化器。
【請求項２】
前記一対の整流板の少なくとも一方が前記温水の堰板と兼用されていることを特徴とする請求項１に記載の温水バス式気化器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化天然ガス（以下、ＬＮＧと称する。）等の低温気体を温水等の熱源流体を用いて気化する熱源流体式気化器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小規模のＬＮＧ基地において、ＬＮＧ等の低温液体を連続気化する手段としては、温水バス内に給排される温水等の熱源流体を用いる温水バス式気化器が知られている。
【０００３】
温水バス式気化器の一例を図４及び図５に示す。図４及び図５はＬＮＧ気化器を示し、この気化器は、温水バス５１、及び伝熱管束５３を備えている。温水バス５１は、両端を閉鎖した角シェル５４と、角シェル５４内を仕切る堰板５５とを備えている。温水バス５１内には、角シェル５４側面の温水入口５６、温水分散管５７により温水７０が供給される。供給された温水７０は、堰５５よりオーバーフローし、ダウンカマー５８に溜まり、温水出口５９からボイラ系の次工程に送出される。また、角シェル５４は、角構造であるため、強度的に極めて弱く、多数の補強部材６０で補強されている。さらに、温水バス５１の外表面は、熱放散を防ぐため、断熱材６１で覆われている。伝熱管束５３は、角シェル５４内に設けられ、１８０°リターンベンドを有する屈曲した多パスの伝熱管５２を多数整列配置して形成されている。各伝熱管５２は、角シェル５４内の入口ヘッダー６２及び出口ヘッダー６３に接続されている。
【０００４】
このような気化器において、温水７０は、温水入口５６から温水分散管５７により分散され、温水バス５１内に均等供給される。一方、気化対象であるＬＮＧは、入口６４から供給され、入口ヘッダー６２により各伝熱管５２に分配される。この各伝熱管５２内のＬＮＧと温水バス５１内の温水７０との熱交換により、その熱を受けてＬＮＧが各伝熱管５２内で気化し、天然ガス（以下、ＮＧと称する。）となる。このＮＧは、温水７０の熱を受けて各伝熱管５２内で加温され、出口ヘッダー６３に集合し、出口６５より次工程に送出される。また、供給された温水７０は、ＬＮＧとの熱交換により温度を下げて、堰板５５よりオーバーフローし、ダウンカマー５８に溜まり、温水出口５９よりボイラ系の次工程に送出される。
従って、この温水バス式気化器によれば、温水７０の給排を繰り返すことによって、ＬＮＧを連続的に気化させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の温水バス式気化器は、図４及び図５に示す通り、角シェル５４を角構造とし、各伝熱管５２を１８０°リターンベンドを有する多パスにして、これを多数整列配置しているので、温水バス５１を大きなバスサイズとする必要がある。角シェル５４が角構造であるため強度的に弱く、補強部材６０を多く必要とする。以上のことから、温水バス式気化器が大型化し、小規模の基地への設置面積及び製品重量も大きくなる。温水バス５１が大きなバスサイズであると、温水７０の供給量が多くなり、満水重量が大きく従って基礎重量も大となる。
また、温水バス５１の基地への設置は補強部材６０を据付けて行うので、断熱材６１の工事は、現地据付け後では角シェル５４の底ができないため、製作工場内での施工が必要であった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑み、軽量、小型化を図ることでき、しかも安価な温水バス式気化器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、温水バスを形成するシェル本体内に、温水と熱交換して液化ガスを蒸発させる伝熱管束を設け、この伝熱管束を、端部に複数の１８０°リターンベンドを有する多パスの伝熱管を多数列並べて形成してなる温水バス式気化器において、前記シェル本体を水平円筒型にし、前記円筒の軸方向から見て、前記伝熱管束の前記伝熱管が円筒断面内に有効に配置できるように前記リターンベンドを斜めを含む配置にしたものである。
この構成によれば、シェル本体を水平円筒型にすることにより、角シェルのような補強部材が必要なくなり、製品重量の低減を図ることができる。伝熱管束の伝熱管は、リターンベンドを斜めを含む配置にすることにより、シェル本体の円筒断面内に有効配置できる。
また、据付け現場では、シェル本体の円周を支持するだけで据付けられ、断熱材工事も据付けた後でもシェル本体の円周に施工できる。
【０００８】
また、リターンベンドにより多パスの伝熱管の各列が上下に配置されて前記伝熱管束が形成され、前記水平円筒の両側面に一対の整流板が設けられるものである。
水平円筒の両側面に一対の整流板を設けることにより、伝熱管束とシェル本体の内周との間で温水がバイパスするスペースをなくすことができる。
さらに、前記一対の整流板の少なくとも一方が前記温水の堰板と兼用することが好ましい。これにより、伝熱管束の伝熱管に対する温水の流動分布を良くすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る温水バス式気化器を示す断面正面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は、図１及び図２における伝熱管束の伝熱管の配置態様を示す拡大斜視図である。
【００１０】
図１及び図２に示す温水バス式気化器は、小規模な基地に適したものであって、この気化器は、温水バス１を形成するシェル本体２と、このシェル本体２内に設けられる伝熱管束３と、一対の整流板１５，１６を備えてなる。
【００１１】
シェル本体２は、水平円筒型に形成され、両端を蓋板４，５で閉鎖することにより温水バス１を形成する。シェル本体２は、水平円筒型であるため、強度的に強く、補強部材を必要としない。シェル本体２内には、入口ベッダー６と、出口ヘッダー７と、温水分散管８とを備えている。入口ヘッダー６及び出口ヘッダー７は、蓋板４側で円筒断面の上下に配置され、温水分散管８は円筒断面の下側に配置されている。また、シェル本体２の側面には温水入口９及び温水出口１３が設けられ、シェル本体２の上面には２つのマンホール１０が設けられている。温水２５は、温水入口９に供給され、温水分散管８により温水バス１内に均等供給される。
【００１２】
伝熱管束３は、温水２５と熱交換してＬＮＧを蒸発させるもので、図２に明瞭に示されるように、伝熱管１１を多数列並べて形成されており、各伝熱管１１の各列が各ヘッダー６，７間の上下に配置されてなる。各伝熱管１１は、１８０°リターンベンド１２を有して屈曲しており、シェル本体２内に水平に延びて多数回パスされる。また、各伝熱管１１の始端及び終端は、各ヘッダー６，７内に接続されている。図２及び図３に明瞭に示されるように、シェル本体２の内周の軸方向から見て、各伝熱管１１は、複数のリターンベンド１２を水平方向に対して並行、又は斜めに配置することにより、シェル本体２の内周に向けて広がるジグザグ状に配置される。伝熱管１１の各リターンベンド１２は、上記並行、斜め配置を選択・組合わせることにより、伝熱管１１の各列間に隙間をあけ、シェル本体２の内周に広がるようにしている。この伝熱管束３は、伝熱管１１の各リターンベンド１２を並行、又は斜め配置するため、各伝熱管１１をシェル本体２の円筒断面内に有効に配置できる。
具体的には、図２に明瞭に示されるように、伝熱管束３の両側にある伝熱管１１Ａ，１１Ｂであって、各ヘッダー６，７側に最も近いリターンベンド１２Ａ，１２Ｂを、各ヘッダー６，７又は水平方向に対して並行配置する。各リターンベンド１２Ａ，１２Ｂの間にある他のリターンベンド１２は、前記のように水平方向に対して斜め配置する。また、伝熱管１１Ａ，１１Ｂの間にある他の伝熱管１１は、リターンベンド１２を前記のように水平方向に対して並行、又は斜め配置し、伝熱管１１の各列間に隙間をあけるようにジグザグ状に配置する。これで、伝熱管束３は、水平方向と直交する側から押しつぶした状態で、水平方向に長くなるように各伝熱管１１を配置することになり、シェル本体２の円筒断面内に有効に配置できる。なお、水平方向とは、各ヘッダー６，７が延在して形成される方向である。
【００１３】
一対の整流板１５，１６は、シェル本体２内の水平円筒の両側面に設けられている。図２に明瞭に示されるように、各整流板１５，１６は、伝熱管束３の両側に接近して配置されるため、伝熱管束３とシェル本体２の内周との間で温水２５がバイパスするスペースをなくすことができる。整流板１６は、出口ヘッダー７側で傾けられており、供給される温水２５を堰止める堰板と兼用されている。供給された温水２５は、整流板１６よりオーバーフローし、ダウンカマー１８に溜まり、温水出口１３からボイラ系の次工程に送出される。
【００１４】
前記温水バス式気化器において、温水２５は、温水入口９から温水分散管８により分散され、温水バス１内に均等供給される。一方、気化対象であるＬＮＧは、入口１７から供給され、入口ヘッダー６により伝熱管束３の各伝熱管１１に分配される。この各伝熱管１１内のＬＮＧと温水２５との熱交換により、その熱を受けてＬＮＧが各伝熱管１１内で蒸発し、ＮＧとなる。このＮＧは、温水２５の熱を受けて各伝熱管１１内で加温され、出口ヘッダー７に集合し、出口１８より次工程に送出される。
【００１５】
この温水バス式気化器は、シェル本体２を水平円筒型にするため、角シェルのような補強部材が必要なくなり、製品重量の低減を図ることができ、コストダウンが図れる。また、伝熱管束３の各伝熱管１１は、複数のリターンベンド１２を各ヘッダー６，７又は水平方向に対して並行、又は斜め配置することにより、シェル本体２の円筒断面内に有効配置でき、シェル本体２等を含む気化器の小型化を図れる。また、気化器の小型化を図ることにより、設置面積を少なくでき、満水重量を少なくして基礎重量も小さくできる。また、据付け現場では、図１に明瞭に示されるように、シェル本体２の円周をサドル１９で支持するだけで据付けられ、断熱材２０の工事も据付け後でもシェル本体２の円周に施工でき、現地工事性及びメンテナンス性が向上する。
【００１６】
一対の整流板１５，１６を設けることにより、伝熱管束３とシェル本体２の内周との間で温水２５がバイパスするスペースをなくすことができ、温水２５の伝熱管束３への循環が良くなり、温水２５とＬＮＧとの熱交換を高めて、ＬＮＧの気化性能を向上することが可能となる。。また、整流板１６を堰板と兼用することにより、伝熱管束３の伝熱管１１に対する温２５水の流動分布が良くなり、ＬＮＧの気化性能を向上することができる。
【００１７】
さらに、伝熱管束３をシェル本体２から抜き出せる構造とすることにより、蓋材４をシェル本体２から取り外して行う伝熱管束３の検査及び保守が容易に行うことができる。また、簡単な検査及び保守では、伝熱管束３を抜き出すことなく、マンホール１０からオペレータがシェル本体２内に入って行うことも可能である。
【００１８】
なお、本発明の実施形態は、図示のもに限られず、例えば次のような形態をとることができる。
（１）伝熱管１１のリターンベンド１２の配置は、各ヘッダー６，７に対して並行、斜めの他に、直交するものを選択・組合わせることで、伝熱管１１をジグザグ状に配置できる。
（２）液化ガスとして液化天然ガスを気化することについて説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、液化エチレン、ＬＯ2 （液化酸素）、ＬＮ2 （液化窒素）等を気化するものにも適用できる。
（３）各ヘッダー６，７は、シェル本体２の一端である蓋板４側に配置するものに限られず、両側にそれぞれ配置することもできる。
（４）各ヘッダー６，７は、管で形成する他、両端を閉鎖した筒体内を仕切り板で仕切ることで形成することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、シェル本体を水平円筒型に形成するため、角シェルのような補強部材が必要なくなり、製品重量の低減を図ることができ、コストダウンが図れる。また、伝熱管束の各伝熱管は、リターンベンドを斜めを含む配置にすることにより、シェル本体の円筒断面内に有効配置でき、シェル本体を含む気化器の小型化を図れる。
これにより、温水バス式気化器の設置面積を少なくでき、満水重量を少なくして基礎重量も小さくできる。
さらに、シェル本体の円周を支持するだけで据付けられ、断熱材の工事も据付け後でもシェル本体に施工でき、現地工事性及びメンテナンス性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る温水バス式気化器を示す断面正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１、図２における伝熱管束の伝熱管の配置態様を示す拡大斜視図である。
【図４】従来の温水バス式気化器を示す断面正面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１  温水バス
２  シェル本体
３  伝熱管束
１１  伝熱管
１２  リターンベンド
１５  整流板
１６  整流板
【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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