(57)【要約】【課題】中間媒体式気化器の軽量化を図る。【解決手段】中間媒体式気化器１０は、海水と液状の中間媒体Ｍとの間での熱交換によって中間媒体Ｍの少なくとも一部を蒸発させる中間媒体蒸発器Ｅ１と、中間媒体蒸発器Ｅ１で蒸発した中間媒体Ｍを凝縮させることにより、ＬＮＧを気化させてＮＧを流出させるＬＮＧ蒸発器Ｅ２と、を備える。ＬＮＧ蒸発器Ｅ２は、中間媒体Ｍの流路である第１流路とＬＮＧの流路である第２流路とが形成された積層体を有する積層型熱交換器によって構成されている。積層型熱交換器は、第１流路内を中間媒体Ｍが重力で流れ落ちるように、第１流路が上下方向又は上下方向に対して傾斜した方向に延びる姿勢で設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源媒体と液状の中間媒体との間での熱交換によって前記中間媒体の少なくとも一部を蒸発させる中間媒体蒸発部と、
前記中間媒体蒸発部で蒸発した中間媒体を凝縮させることにより、低温液化ガスを気化させてガスを流出させる液化ガス気化部と、を備え、
前記液化ガス気化部は、中間媒体の流路である第１流路を有する第１流路層と低温液化ガスの流路である第２流路を有する第２流路層とが積層された積層体を有する積層型熱交換器によって構成され、
前記積層型熱交換器は、前記第１流路内を前記中間媒体が重力で流れ落ちるように、前記第１流路が上下方向又は上下方向に対して傾斜した方向に延びる姿勢で設置されている中間媒体式気化器。
【請求項２】
前記液化ガス気化部には、前記第１流路の下流側において液状の中間媒体が溜められる液溜めが設けられている請求項１に記載の中間媒体式気化器。
【請求項３】
前記液溜めと前記中間媒体蒸発部に溜まった液状の中間媒体の液面とを繋ぐ液封管をさらに備え、
前記中間媒体蒸発部は、前記液化ガス気化部の下側に位置している請求項２に記載の中間媒体式気化器。
【請求項４】
前記中間媒体蒸発部は、前記中間媒体を収容するシェルを有し、
前記液化ガス気化部は、前記中間媒体蒸発部のシェル内に配置されている請求項１から３の何れか１項に記載の中間媒体式気化器。
【請求項５】
前記中間媒体蒸発部と前記液化ガス気化部とを接続する循環用配管をさらに備え、
前記中間媒体蒸発部は、前記中間媒体を収容するシェルを有し、
前記液化ガス気化部は、前記中間媒体蒸発部のシェル外に設けられており、
前記循環用配管は、前記中間媒体蒸発部のシェルと前記液化ガス気化部とを接続している請求項１又は２に記載の中間媒体式気化器。
【請求項６】
前記積層型熱交換器は、マイクロチャネル熱交換器である請求項１から５の何れか１項に記載の中間媒体式気化器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間媒体式気化器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に開示されているように、ＬＮＧ等の低温液体を気化する装置として、熱源流体に加えて中間媒体を用いる中間媒体式気化器が知られている。特許文献１に開示されている中間媒体式気化器は、図１０に示すように、中間媒体蒸発器８１と、ＬＮＧ蒸発器８２と、加温器８３と、を備えている。また、中間媒体式気化器には、熱源流体としての海水が通る経路として、入口室８５、多数本の伝熱管８６、中間室８７、多数本の伝熱管８８及び出口室８９が、この順に設けられている。伝熱管８６は加温器８３内に、また伝熱管８８は中間媒体蒸発器８１内にそれぞれ配置されている。中間媒体蒸発器８１内には、海水の温度よりも沸点の低い中間媒体（例えばプロパン）が収容されている。
【０００３】
ＬＮＧ蒸発器８２は、入口室９１及び出口室９２と、両室９１，９２を連通する多数本の伝熱管９３とを備えている。各伝熱管９３は略Ｕ字状をなし、中間媒体蒸発器８１内の上部に突き出ている。出口室９２は、ＮＧ導管９４を介して加温器８３内に連通している。
【０００４】
このような気化器において、熱源流体である海水は、入口室８５、伝熱管８６、中間室８７及び伝熱管８８を通って出口室８９に至る。このとき、伝熱管８８を通る海水は、中間媒体蒸発器８１内の液状中間媒体Ｍと熱交換して当該中間媒体Ｍを蒸発させる。
【０００５】
一方、気化対象であるＬＮＧは、入口室９１から伝熱管９３に導入される。この伝熱管９３内のＬＮＧと中間媒体蒸発器８１内の蒸発中間媒体との熱交換により、当該中間媒体Ｍが凝縮するとともに、その凝縮熱を受けてＬＮＧが伝熱管９３内で蒸発し、ＮＧとなる。このＮＧは、出口室９２からＮＧ導管９４を通じて加温器８３内に導入され、この加温器８３内の伝熱管８６を流れる海水との熱交換によってさらに加熱された後、利用側に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２７２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された中間媒体式気化器では、ＬＮＧ蒸発器８２が多数の伝熱管９３を有する構成となっている。このため、ＬＮＧ蒸発器８２が相当な重量になってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中間媒体式気化器の軽量化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明は、熱源媒体と液状の中間媒体との間での熱交換によって前記中間媒体の少なくとも一部を蒸発させる中間媒体蒸発部と、前記中間媒体蒸発部で蒸発した中間媒体を凝縮させることにより、低温液化ガスを気化させてガスを流出させる液化ガス気化部と、を備え、前記液化ガス気化部は、中間媒体の流路である第１流路を有する第１流路層と低温液化ガスの流路である第２流路を有する第２流路層とが積層された積層体を有する積層型熱交換器によって構成され、前記積層型熱交換器は、前記第１流路内を前記中間媒体が重力で流れ落ちるように、前記第１流路が上下方向又は上下方向に対して傾斜した方向に延びる姿勢で設置されている中間媒体式気化器である。
【００１０】
本中間媒体式気化器では、液化ガス気化部が積層型熱交換器によって構成されているため、液化ガス気化部が多管式の熱交換器によって形成されている場合に比べて、液化ガス気化部を小型化できるとともに軽量化することができる。しかも、積層型熱交換器が、第１流路内を中間媒体が重力で流れ落ちるように構成されているため、積層型熱交換器では、第１流路内で中間媒体が凝縮することに伴って、第１流路内の圧力が下がることにより、ガス状の中間媒体が第１流路内に流入し易くなっている。したがって、液化ガス気化部が、第１流路と第２流路が形成された積層体を有する積層型熱交換器によって構成される場合においても、第１流路内に中間媒体を押し込むような手段を設ける必要がない。この点からも中間媒体式気化器の軽量化を図ることができる。
【００１１】
前記液化ガス気化部には、前記第１流路の下流側において液状の中間媒体が溜められる液溜めが設けられていてもよい。
【００１２】
この態様では、第１流路の下流側端部から第１流路内に気体の中間媒体が流入することを防止することができる。したがって、第１流路には、中間媒体が一方向から流入することになるため、第１流路での中間媒体の下方に向かう流れの形成が促進される。したがって、中間媒体が中間媒体蒸発部と液化ガス気化部との間で循環し易くすることができる。
【００１３】
前記中間媒体蒸発部は、前記液化ガス気化部の下側に位置していてもよい。この場合、前記中間媒体式気化器は、前記液溜めと前記中間媒体蒸発部に溜まった液状の中間媒体の液面とを繋ぐ液封管をさらに備えていてもよい。
【００１４】
この態様では、液封管内に液状の中間媒体が満たされており、液溜めに溜められた液状の中間媒体と、中間媒体蒸発部に溜まった液状の中間媒体とが液封管を通じて繋がっている。そして、第１流路内で中間媒体が凝縮することに伴って、第１流路内の圧力が下がったときには、液溜めに溜められた液状の中間媒体の液面と、中間媒体蒸発部に溜まった液状の中間媒体の液面との高さの差に応じたヘッド（差圧）が、第１流路内への中間媒体の流入吸引力として作用する。このとき、液封管の長さに応じて、液溜めにおける液面と、中間媒体蒸発部における液面との間の距離を大きくすることができるため、この距離に応じて、第１流路内への吸引力をより大きくすることができる。さらに、液封管で液溜めにおける液面と中間媒体蒸発部の液面とが繋がっているため、液溜めが直接中間媒体蒸発部の液面に接触する場合に比べ、中間媒体蒸発部において中間媒体の蒸発面が少なくなるのを抑制することができる。
【００１５】
前記液化ガス気化部は、前記中間媒体蒸発部のシェル内に配置されていてもよい。
【００１６】
この態様では、中間媒体が前記シェル内で中間媒体蒸発部と液化ガス気化部との間を循環する。このため、中間媒体蒸発部で蒸発した中間媒体が第１流路に吸入されるまでの流動抵抗を小さくすることができる。したがって、より自然循環し易くすることができる。
【００１７】
前記液化ガス気化部は前記中間媒体蒸発部のシェル外に設けられ、前記中間媒体式気化器は、前記液化ガス気化部と前記中間媒体蒸発部のシェル同士を接続する循環用配管をさらに備えていてもよい。この態様では、中間媒体蒸発部のシェルを小型化させることができる。また、積層型熱交換器の異常時に、中間媒体蒸発部が邪魔にならないため、点検等し易くなる。
【００１８】
前記積層型熱交換器は、マイクロチャネル熱交換器であってもよい。この態様では、液化ガス気化部を小型化及び軽量化することができる。ここで、マイクロチャネル熱交換器とは、伝熱特性に優れる多数の金属板の積層により形成された積層体を備えた熱交換器である。この積層体は、中間媒体が流れる流路が凹設された金属板からなる流路層と、低温液化ガスが流れる流路が凹設された金属板からなる流路層とが交互に積層された構成となっている。これら金属板に形成された流路は、例えば、０．２ｍｍ〜３ｍｍの流路幅を有している。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、中間媒体式気化器の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る中間媒体式気化器の構成を概略的に示す図である。
【図２】前記中間媒体式気化器に設けられたＬＮＧ蒸発器の構成を概略的に示す図である。
【図３】前記中間媒体式気化器に設けられた加温器を構成する積層型熱交換器の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例に係る中間媒体式気化器の構成を概略的に示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例に係る中間媒体式気化器の構成を概略的に示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例に係る中間媒体式気化器の構成を概略的に示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例に係る中間媒体式気化器の構成を概略的に示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る中間媒体式気化器の構成を概略的に示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態の変形例に係る中間媒体式気化器の構成を概略的に示す図である。
【図１０】従来の中間媒体式気化器の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る中間媒体式気化器（以下、単に気化器と称する）１０は、中間媒体Ｍを介して、熱源媒体である海水の熱を低温液化ガスであるＬＮＧ（液化天然ガス）に伝え、ＬＮＧを気化させることによってＮＧ（天然ガス）を得る装置である。中間媒体Ｍとしては、例えばプロパン等を用いることができる。なお、気化器１０は、液化石油ガス（ＬＰＧ）、液体窒素（ＬＮ２）等、ＬＮＧ以外の低温液化ガスを気化あるいは加温させる装置として構成されていてもよい。
【００２３】
気化器１０は、中間媒体蒸発部である中間媒体蒸発器Ｅ１と、液化ガス気化部であるＬＮＧ蒸発器Ｅ２と、加温器Ｅ３と、を備えている。ＬＮＧ蒸発器Ｅ２は、中間媒体蒸発器Ｅ２のシェル１１内に配置されている。また、加温器Ｅ３はシェル１１の側方に配置されている。シェル１１と加温器Ｅ３との間には中間室１４が形成されている。
【００２４】
シェル１１は、水平方向に長い形状である。シェル１１内の下部には、中間媒体蒸発器Ｅ１の多数の伝熱管２０が配置されている。シェル１１内の上部には、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２が配置されている。
【００２５】
中間媒体蒸発器Ｅ１のシェル１１を構成する一対の側壁のうちの一方には、中間室１４が隣接し、他方には出口室１８が隣接している。伝熱管２０は、シェル１１内の空間の下部に配置されている。伝熱管２０は、中間媒体蒸発器Ｅ１のシェル１１を構成する互いに対向する一対の側壁のうち、中間室１４とシェル１１内との仕切壁として機能する第１側壁１１ａと、出口室１８とシェル１１内との仕切壁として機能する第２側壁１１ｂとの間に架け渡されている。この伝熱管２０は、一方向に直線状に延びる形状を有するが、この形状に限られるものではない。伝熱管２０内は、中間室１４及び出口室１８と連通している。
【００２６】
出口室１８には、海水を排出する排出管２４が接続されている。出口室１８内の海水は、排出管２４を通して外部に排出される。
【００２７】
シェル１１内には、海水の温度よりも沸点の低い中間媒体（例えばプロパン）Ｍが収容されている。中間媒体Ｍは、全ての伝熱管（熱源流体、例えば海水が流れる伝熱管）２０よりも上側に液面が位置する程度に収容されている。
【００２８】
出口室１８の上方には、ＬＮＧの入口室２６と、ＮＧを導出する出口室２８とが設けられている。入口室２６には、ＬＮＧを導入するための供給管３０が接続されている。出口室２８には、ＮＧを導出するための導出管３２が接続されている。なお、図１においては、出口室２８が入口室２６の上側に位置するように便宜上描かれているが、実際には、出口室２８と入口室２６とは、後述するマイクロチャネル熱交換器の構成により、側方に並んでいる。ただし、この構成に限られるものではない。
【００２９】
ＬＮＧ蒸発器Ｅ２は、図２に示すように、第１流路４１ａと第２流路４２ａとが形成された積層体３８を有する積層型熱交換器の一例であるマイクロチャネル熱交換器によって構成されている。具体的には、マイクロチャネル熱交換器では、端板４３，４３間に金属板からなる流路層４１，４２の積層体３８が挟み込まれた構成となっている。この積層体３８は、中間媒体Ｍが流れる多数の流路（第１流路）４１ａが凹設された第１流路層４１と、ＬＮＧが流れる多数の流路（第２流路）４２ａが凹設された第２流路層４２とが交互に積層された構成となっている。そして、各第１流路４１ａを流れる中間媒体Ｍと各第２流路４２ａを流れるＬＮＧとの間で熱交換が行われ、ＬＮＧが加熱されることによって気化する。
【００３０】
第１流路層４１及び第２流路層４２は、何れも垂直姿勢で且つ中間媒体蒸発器Ｅ１の伝熱管２０の延びる方向に平行な方向（水平方向）に延びる姿勢となっている。ただし、流路層４１，４２は、垂直姿勢に限られるものではなく、傾斜した姿勢であってもよい。また、流路層４１，４２は、伝熱管２０の延びる方向と平行ではなく、この方向に交差する方向に延びる姿勢であってもよい。
【００３１】
各第１流路４１ａは、上下方向に延びるように形成されるとともに、第１流路層４１の長手方向に並ぶように配列されている。積層体３８の上側にヘッダは設けられていない。したがって、第１流路４１ａの上端は、シェル１１内に開放されている。このため、シェル１１内のガス状の中間媒体Ｍは、ヘッダを介することなく第１流路４１ａに直接流入する。
【００３２】
なお、第１流路４１ａは、垂直な方向に延びる構成に限られるものでなく、上下方向から傾斜した方向に延びる形状に形成されていてもよい。また、第１流路４１ａは、直線状に延びる形状に限られるものではなく、途中で曲がったり蛇行したりする構成であってもよい。要は、第１流路４１ａは、中間媒体Ｍが流入端から流出端まで第１流路４１ａ内を重力で流れ落ちて、流出端から流出するように構成されていればよい。
【００３３】
積層体３８の下側には液溜め４５が設けられている。液溜め４５は、第１流路４１ａ内で凝縮した中間媒体Ｍを貯留するものであり、積層体３８の下端部に直接結合されている。液溜め４５は、その内部空間が全ての第１流路４１ａに連通するように、積層体３８の下面の全体を覆う形状に形成されている。すなわち、第１流路４１ａの下流側において液状の中間媒体Ｍが溜められている。液溜め４５に溜められた液状の中間媒体Ｍによって、第１流路４１ａの下端部よりも下方が塞がれている。なお、第１流路４１ａ内の下端部に溜まった液状の中間媒体Ｍと、液溜め４５内に溜まった液状の中間媒体Ｍとの間には、気体層が存在していてもよく、あるいは気体層が存在していなくてもよい。これは運転状況に応じて変わることとなる。何れの状態においても、第１流路４１ａの下側に液状の中間媒体Ｍが溜められていることになるため、ガス状の中間媒体Ｍが、第１流路４１ａの下側から吸入されることが防止される。
【００３４】
液溜め４５の底面には液封管４６が接続されている。液封管４６は、液溜め４５の底面から下方に向かって延びている。液封管４６の下端部は、中間媒体蒸発器Ｅ１に貯留された中間媒体Ｍに浸かっている。より詳細には、液封管４６の下端部は、中間媒体Ｍに浸りかつ中間媒体蒸発器Ｅ１の各伝熱管２０よりも上方に配置されている。つまり、液封管４６は、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２の下部と中間媒体蒸発器Ｅ１の上部とを接続している。したがって、液溜め４５の底面は、中間媒体蒸発器Ｅ１に貯留された中間媒体Ｍの液面よりも上側に離れた位置に配置されている。このため、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２は、中間媒体蒸発器Ｅ１の液面よりも上方に位置している。
【００３５】
液溜め４５内及び液封管４６内は、液状の中間媒体Ｍで満たされている。言い換えると、液封管４６は、液溜め４５内の液状の中間媒体Ｍと中間媒体蒸発器Ｅ１に溜まった液状の中間媒体Ｍの液面とを繋いでいる。液封管４６は、液溜め４５の底面の面積よりも十分に小さな断面積を有している。
【００３６】
各第２流路４２ａは、第１流路４１ａと直交する方向、具体的には、第２流路層４２の長手方向に延びるように形成されるとともに、上下に並ぶように配列されている。なお、第２流路４２ａは、真っ直ぐに延びる形状に限られるものではなく、途中で曲がっていてもよく蛇行していてもよい。
【００３７】
流路４１ａ、４２ａは、例えば金属板４１，４２をエッチングすることによって形成され、例えば、半円形断面の溝状となっている。流路４１ａ，４２ａは、例えば、０．２ｍｍ〜３ｍｍの流路幅を有している。
【００３８】
本実施形態では、端板４３，４３間に挟み込まれた流路層４１，４２の積層体３８が２組設けられている。そして、一方の組では、図２の手前から奥に向かってＬＮＧが流れ、他方の組では、一方の組を流れた後のＬＮＧが図２の奥から手前に向かって流れる。つまり、本実施形態では、２パスの構成となっている。液溜め４５は、両パスの第１流路４１ａに連通する大きさに形成されている。なお、液溜め４５は、この構成に代え、第１のパスを構成する積層体３８内の第１流路４１ａに繋がる第１液溜めと、第２のパスを構成する積層体３８内の第１流路４１ａに繋がる第２液溜めとを別個に備えた構成としてもよい。この場合、液封管４６は、第１液溜めに繋がる第１液封管と、第２液溜めに繋がる第２液封管とを備えた構成となる。
【００３９】
図２の奥側及び手前側には、何れもヘッダが設けられている（図１参照）。なお、図２では、便宜上、手前側のヘッダ（分配ヘッダ４８及び集合ヘッダ５０）が省略されている。ヘッダとしては、入口室２６を通して導入されるＬＮＧを各第２流路４２ａに分配する分配ヘッダ４８（図１参照）と、第１組の積層体３８内の各第２流路４２ａを流れたＬＮＧを集合させるとともに、第２組の積層体３８内の各第２流路４２ａに分配する接続ヘッダ４９と、第２組の積層体３８内の各第２流路４２ａを流れたＮＧを集合させて出口室２８に導く集合ヘッダ５０（図１参照）とが設けられている。なお、図１では、便宜上、分配ヘッダ４８と集合ヘッダ５０とが上下に並ぶように描かれているが、実際は、側方に並んでいる。
【００４０】
なお、本実施形態では、マイクロチャネル熱交換器（ＬＮＧ蒸発器Ｅ２）が２パスを有する構成となっているが、これに限られるものでなく、１パス、あるいは３パス以上有する構成であってもよい。また、積層型熱交換器（ＬＮＧ蒸発器Ｅ２）は、マイクロチャネル熱交換器によって構成される場合に限られるものではない。例えば、波形に形成された多数の金属板が積層されるとともに、隣接する金属板間の空間が第１流路及び第２流路として形成されるプレートフィン熱交換器によって構成されていてもよい。
【００４１】
図１に戻る。導出管３２には、加温器Ｅ３が接続されている。加温器Ｅ３の筐体５２は、シェル１１との間に中間室１４を形成している。シェル１１と反対側の筐体５２の側壁には、熱源媒体である例えば海水の入口室５３が設けられている。入口室５３には、熱源媒体である例えば海水が導入される。
【００４２】
筐体５２内には、熱源媒体である例えば海水が流通する多数の伝熱管５４（伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂ）と、導出管３２からＮＧが導入される積層型熱交換器Ｅ３ａとが配設されている。また、加温器Ｅ３の筐体５２内には、中間媒体Ｍ２が封入されている。中間媒体Ｍ２は、例えばプロパンによって構成されている。伝熱管５４は、中間室１４に隣接する側壁と、入口室５３に隣接する側壁との間に架け渡されている。伝熱管５４は、筐体５２内に貯留された液状の中間媒体Ｍ２の液面よりも下側に配置されており、積層型熱交換器Ｅ３ａは、液面よりも上方に配置されている。
【００４３】
加温器Ｅ３の積層型熱交換器Ｅ３ａは、本実施形態では、マイクロチャネル熱交換器によって構成されており、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２と同様の構成となっている。このため、加温器Ｅ３内の積層型熱交換器Ｅ３ａも、図３に示すように、中間媒体Ｍ２が流れる第１流路５６ａが形成された第１流路層５６と、ＬＮが流れる第２流路（図示省略）が形成された第２流路層５７との積層体が端板５８，５８間に設けられた構成となっている。第１流路５６ａの上端は積層体の上面に開口している。第２流路は、第１流路５６ａと直交する方向に延びている。
【００４４】
積層型熱交換器Ｅ３ａには、互いに反対側を向く一対の側面にヘッダ６１，６２が設けられている。例えば、図３に示す手前側のヘッダは導出管３２に接続される流入側ヘッダ６１である。流入側ヘッダ６１と反対側には、第２流路を流れたＮＧを集合して流出させる流出側ヘッダ６２が設けられている。本実施形態では、１パスの構成となっているので、ヘッダ６１，６２は前後両側面に分かれている。ただし、１パスに限られるものではなく、２パス以上有する構成であってもよい。
【００４５】
積層型熱交換器Ｅ３ａには、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２と同様、液溜め５９及び液封管６３が設けられている。液溜め５９は、積層体の下側に設けられ、液封管６３は液溜め５９の底面に接続されている。液溜め５９は、その内部空間が全ての第１流路５６ａに連通するように、積層体の下面の全体を覆う形状に形成されている。液溜め５９に溜められた液状の中間媒体Ｍ２は、第１流路５６ａの下端部の下方を塞いでいる。液封管６３は、液溜め５９の底面から下方に向かって延びている。液封管６３の下端部は、筐体５２内に貯留された中間媒体Ｍ２に浸かっている。なお、第１流路５６ａ内の下端部に溜まった液状の中間媒体Ｍ２と、液溜め５９内に溜まった液状の中間媒体Ｍ２との間には、気体層が存在していてもよく、あるいは気体層が存在していなくてもよい。
【００４６】
ＮＧは、導出管３２を通して流入側ヘッダ６１に流入し、流入側ヘッダ６１を通して各第２流路に分流される。各第２流路内のＮＧは、第１流路５６ａの中間媒体Ｍ２によって加熱される。このＮＧは、流出側ヘッダ６２に流入し、その後、排出管６５を通して利用側に供給される。
【００４７】
ここで、第１実施形態に係る気化器１０の運転動作について説明する。
【００４８】
シェル１１内の下部に貯留された液状の中間媒体Ｍは、中間室１４を通して各伝熱管２０内に流入した海水によって加熱されて蒸発する。なお、海水は、伝熱管２０から流出し、出口室１８及び排出管２４を通して外部に排出される。
【００４９】
蒸発した中間媒体Ｍは、シェル１１内の上部に位置するＬＮＧ蒸発器Ｅ２において、ＬＮＧと熱交換する。具体的には、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２においては、第１流路４１ａ内の中間媒体Ｍと第２流路４２ａ内のＬＮＧとの間で熱交換が行われ、ガス状の中間媒体Ｍは凝縮し、ＬＮＧは蒸発する。このとき中間媒体Ｍの凝縮により、第１流路４１ａ内の圧力が、マイクロチャネル熱交換器の周囲の圧力よりも低下する。第１流路４１ａの下端部よりも下側は、液溜め４５および液封管４６に溜められた液状の中間媒体Ｍによって塞がれているため、液溜め４５および液封管４６に溜められた液状の中間媒体の液面と、中間媒体蒸発器Ｅ１に溜まった液状の中間媒体の液面との高さの差に応じたヘッド（差圧）が、第１流路４１ａ内への中間媒体の流入吸引力として作用する。このため、ガス状の中間媒体Ｍは、第１流路４１ａの上端部の開口を通して第１流路４１ａ内に吸い込まれ、第１流路４１ａの下端からは吸引されない。これにより、第１流路４１ａ内には、中間媒体Ｍが流れ落ちる方向の流動が生じる。第１流路４１ａを流下した中間媒体Ｍは液溜め４５に溜められる。このように、シェル１１内では、中間媒体蒸発器Ｅ１とＬＮＧ蒸発器Ｅ２との間で中間媒体Ｍの循環が繰り返される。
【００５０】
ＬＮＧ蒸発器Ｅ２で気化したＮＧは、出口室２８を経由して導出管３２を流れ、加温器Ｅ３に導入される。加温器Ｅ３では、導出管３２から流入側ヘッダ６１を通して積層型熱交換器Ｅ３ａの第２流路に流入する。第２流路内のＮＧは、第１流路５６ａ内を流れる中間媒体Ｍ２によって加熱され、流出側ヘッダ６２及び排出管６５を経由して利用側に供給される。
【００５１】
加温器Ｅ３においても、中間媒体Ｍ２は、積層型熱交換器Ｅ３ａの第１流路５６ａ内を上から下に流れ落ちる。すなわち、加温器Ｅ３の積層型熱交換器Ｅ３ａにおいても、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２と同様、液溜め５９に溜められた液状の中間媒体Ｍ２の液面と、筐体５２内に溜まった液状の中間媒体Ｍ２の液面との高さの差に応じたヘッド（差圧）が、第１流路５６ａ内への中間媒体Ｍ２の流入吸引力として作用する。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態では、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２が積層型熱交換器を備えているため、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２が多管式の熱交換器によって形成されている場合に比べて、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２を小型化できるとともに軽量化することができる。しかも、積層型熱交換器が、第１流路４１ａ内を中間媒体Ｍが重力で流れ落ちるように構成されているため、積層型熱交換器では、第１流路４１ａ内で中間媒体Ｍが凝縮することに伴って、第１流路４１ａ内の圧力が下がることにより、ガス状の中間媒体Ｍが第１流路４１ａ内に流入し易くなっている。したがって、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２が、第１流路４１ａと第２流路４２ａが形成された積層体３８を有する積層型熱交換器によって構成される場合においても、第１流路４１ａ内に中間媒体Ｍを押し込むような手段を設ける必要がない。
【００５３】
しかも本実施形態では、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２に液溜め４５が設けられているため、第１流路４１ａの下端よりも下方が液状の中間媒体Ｍで塞がれる。このため、この下流側端部から第１流路４１ａ内に中間媒体Ｍが流入することを防止することができる。したがって、第１流路４１ａには、中間媒体Ｍが一方向から流入することになるため、第１流路４１ａでの中間媒体Ｍの流れを得やすくなる。したがって、中間媒体Ｍが中間媒体蒸発器Ｅ１とＬＮＧ蒸発器Ｅ２との間で循環し易くすることができる。
【００５４】
さらに本実施形態では、液溜め４５と中間媒体蒸発器Ｅ１に溜まった液状の中間媒体Ｍの液面とを繋ぐ液封管４６が設けられ、液封管４６内に液状の中間媒体Ｍが満たされている。このため、液溜め４５に溜められた液状の中間媒体Ｍと、中間媒体蒸発器Ｅ１に溜まった液状の中間媒体Ｍとが液封管４６を通じて繋がっている。そして、第１流路４１ａ内で中間媒体Ｍが凝縮することに伴って、第１流路４１ａ内の圧力が下がったときには、液溜め４５に溜められた液状の中間媒体Ｍの液面と、中間媒体蒸発器Ｅ１に溜まった液状の中間媒体Ｍの液面との高さの差に応じたヘッド（差圧）が、第１流路４１ａ内への中間媒体Ｍの流入吸引力として作用する。このとき、液封管４６の長さに応じて、液溜め４５における液面と、中間媒体蒸発器Ｅ１における液面との間の距離を大きくすることができるため、この距離に応じて、第１流路４１ａ内への吸引力をより大きくすることができる。さらに、液封管４６で中間媒体蒸発器Ｅ１での液面と繋がっているため、液溜め４５が直接、当該液面に繋がる場合に比べ、中間媒体Ｍの蒸発面が少なくなるのを抑制することができる。
【００５５】
また本実施形態では、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２は、中間媒体蒸発器Ｅ１のシェル１１内に配置されている。このため、中間媒体Ｍがシェル１１内で中間媒体蒸発器Ｅ１とＬＮＧ蒸発器Ｅ２との間を循環する。このため、中間媒体蒸発器Ｅ１で蒸発した中間媒体Ｍが第１流路４１ａに吸入されるまでの流動抵抗を小さくすることができる。したがって、より自然循環し易くすることができる。
【００５６】
また本実施形態では、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２の積層型熱交換器がマイクロチャネル熱交換器である。このため、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２を小型化及び軽量化することができる。
【００５７】
前記実施形態では、液溜め４５及び液封管４６が設けられた構成について説明したが、図４に示されるように、液溜め４５及び液封管４６が省略され、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２が中間媒体Ｍの液面よりも上方に配置されてもよい。あるいは、図５に示されるように、液封管４６のみが省略され、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２及び液貯め４５が中間媒体Ｍの液面よりも上方に配置されてもよい。
【００５８】
また、図６に示すように、液封管４６が省略され、液溜め４５が直接、中間媒体蒸発器Ｅ１に貯留された中間媒体Ｍに接触した構成であってもよい。この構成では、液溜め４５に形成された開口を通して、液溜め４５内の中間媒体Ｍと中間媒体蒸発器Ｅ１に溜まった中間媒体Ｍとが繋がっている。したがって、この形態でも、液溜め４５に溜められた液状の中間媒体Ｍの液面と、中間媒体蒸発器Ｅ１に溜まった液状の中間媒体Ｍの液面との高さの差は大きくならないが、当該差に応じたヘッド（差圧）に応じた中間媒体Ｍの吸引力を得ることができる。
【００５９】
また、加温器Ｅ３内の積層型熱交換器Ｅ３ａに設けられた液封管６３についても、同様に省略することができ、加温器Ｅ３内の液溜め５９も直接、加温器Ｅ３内の中間媒体Ｍ２の液面に浸けることができる。また、液溜め５９が省略された構成としてもよい。
【００６０】
前記実施形態では、加温器Ｅ３が中間媒体式の熱交換器として構成されて、積層型熱交換器Ｅ３ａが設けられた構成としたが、これに限られない。例えば、図７に示すように、積層型熱交換器Ｅ３ａが省略され、導出管３２を通じて加温器Ｅ３の筐体５２内に導入されたＮＧと伝熱管内を流れる熱源媒体である例えば海水とが直接熱交換する構成としてもよい。この構成では、加温器Ｅ３は、筐体５２内がＮＧで充満され、その中に伝熱管が配設された多管式の熱交換器として構成される。
【００６１】
また前記実施形態では、加温器Ｅ３が設けられた構成としたが、加温器Ｅ３が省略された構成としてもよい。この場合は、中間室１４も不要となる。
【００６２】
（第２実施形態）
図８は本発明の第２実施形態を示す。尚、（以下具体的に説明するが、）ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
第１実施形態では、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２が中間媒体蒸発器Ｅ１のシェル１１内に配置される構成であるのに対し、第２実施形態では、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２が中間媒体蒸発器Ｅ１のシェル６７の外側に設けられ、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２と中間媒体蒸発器Ｅ１とを互いに接続する循環用配管６６が設けられている。循環用配管６６は、中間媒体蒸発器Ｅ１のシェル６７の上面とＬＮＧ蒸発器Ｅ２のヘッダ６８（後述）の上面とを接続する第１配管６６ａと、液溜め４５の下面からシェル６７内に延びる第２配管６６ｂとを有している。
【００６４】
中間媒体蒸発器Ｅ１は、シェル６７内に設けられた多数の伝熱管２０を備えている。シェル６７内には、液状の中間媒体Ｍが、全ての伝熱管２０が浸かる位置まで充填されている。
【００６５】
ＬＮＧ蒸発器Ｅ２は、下面に液溜め４５が設けられ、上面にヘッダ６８が設けられた構成である。ヘッダ６８の下面は、開放された中空状に形成されている。ヘッダ６８の上面には、第１配管６６ａを流れる中間媒体Ｍを導入する導入口が形成されている。導入口を通してヘッダ６８内に流入したガス状の中間媒体Ｍは積層体３８内の各第１流路４１ａに流入するようになっている。本実施形態では、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２がマイクロチャネル熱交換器によって構成されているが、これに限られるものではなく、例えばプレートフィン熱交換器によって構成されていてもよい。
【００６６】
第２配管６６ｂは液封管として機能する。第２配管６６ｂはシェル６７の内部まで延びており、第２配管６６ｂの下端は、中間媒体蒸発器Ｅ１内の液状の中間媒体Ｍの液面よりも下側に位置している。すなわち、液状の中間媒体Ｍは、中間媒体蒸発器Ｅ１内の液面から第２配管６６ｂ及び液溜め４５に亘って満たされている。
【００６７】
本実施形態では、加温器Ｅ３においても、積層型熱交換器Ｅ３ａが伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂの筐体７０の外側に設けられている。すなわち、加温器Ｅ３は、中間媒体式の熱交換器によって構成されていて、熱源媒体（例えば海水）と中間媒体Ｍ２とを熱交換させる伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂと、中間媒体Ｍ２とＮＧとを熱交換させる積層型熱交換器Ｅ３ａと、伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂと積層型熱交換器Ｅ３ａとを互いに接続する接続配管６９とを備えている。接続配管６９は、伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂの筐体７０の上面と積層型熱交換器Ｅ３ａのヘッダ７２（後述）の上面とを接続する第１接続配管６９ａと、液溜め５９の下面から伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂの筐体７０内の液面まで延びる第２接続配管６９ｂとを有している。
【００６８】
伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂは筐体７０内に配設された多数の伝熱管５４を有していて、伝熱管５４内には熱源媒体である例えば海水が流れる。筐体７０内には、液状の中間媒体Ｍ２が、全ての伝熱管５４が全て浸かる位置まで充填されている。
【００６９】
積層型熱交換器Ｅ３ａは、下面に液溜め５９が設けられ、上面にヘッダ７２が設けられた構成である。ヘッダ７２の下面は、開放された中空状に形成されている。ヘッダ７２の上面には、第１接続配管６９ａを流れる中間媒体Ｍを導入する導入口が形成されている。導入口を通してヘッダ７２内に流入したガス状の中間媒体Ｍは積層体内の各第１流路５６ａに流入するようになっている。
【００７０】
本実施形態では、積層型熱交換器Ｅ３ａがマイクロチャネル熱交換器によって構成されているが、これに限られるものではなく、例えばプレートフィン熱交換器によって構成されていてもよい。
【００７１】
第２実施形態では、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２において、液状の中間媒体ＭがＬＮＧと熱交換すると、凝縮する。これにより、ＬＮＧ蒸発器Ｅ２の第１流路４１ａ内の圧力が低下するため、中間媒体蒸発器Ｅ１で蒸発したガス状の中間媒体Ｍは、第１配管６６ａを通してＬＮＧ蒸発器Ｅ２に吸引される。ＬＮＧ蒸発器Ｅ２内に凝縮した液状の中間媒体Ｍは液溜め４５に溜められる。第２配管６６ｂにも液状の中間媒体Ｍが溜められているため、第１流路４１ａの下側は液状の中間媒体Ｍで塞がれている。したがって、液溜め４５及び第２配管６６ｂ内の液状の中間媒体Ｍが下がろうとする力が第１流路４１ａ内へのガス状の中間媒体Ｍの吸引力として作用する。これにより、第１配管６６ａからＬＮＧ蒸発器Ｅ２内への中間媒体Ｍの流動が生じる。
【００７２】
ＬＮＧ蒸発器Ｅ２においてガス化したＮＧは、導出管３２を通して加温器Ｅ３の積層型熱交換器Ｅ３ａに導入される。ＮＧは、積層型熱交換器Ｅ３ａにおいて中間媒体Ｍ２によって加熱されて、利用側に供給される。積層型熱交換器Ｅ３ａと伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂとの間においても、中間媒体蒸発器Ｅ１及びＬＮＧ蒸発器Ｅ２間の中間媒体Ｍの循環と同様に、中間媒体Ｍ２の自然循環が生ずる。
【００７３】
第２実施形態によれば、中間媒体蒸発器Ｅ１のシェル６７を小型化させることができる。また、積層型熱交換器（ＬＮＧ蒸発器Ｅ２）の異常時に、中間媒体蒸発器Ｅ１が邪魔にならないため、点検等し易くなる。
【００７４】
なお、第２実施形態では、第２配管６６ｂがシェル６７の内部まで延びて、第２配管６６ｂの下端が中間媒体蒸発器Ｅ１内の液状の中間媒体Ｍの液面よりも下側に位置している構成としたが、第２配管６６ｂの下端は中間媒体Ｍの液面より上方に位置していてもよい。この場合、第２配管６６ｂは液封管としては機能しない。加温器Ｅ３の伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂも同様である。すなわち、第２接続配管６９ｂは筐体７０の内部まで延びて、第２接続配管６９ｂの下端は伝熱管式熱交換器Ｅ３ｂの筐体７０内の液状の中間媒体Ｍ２の液面よりも下側に位置する構成としたが、第２接続配管６９ｂの下端は液状の中間媒体Ｍ２の液面よりも上方に位置する構成としてもよい。
【００７５】
第２実施形態においては、加温器Ｅ３は、図７の構成と同様に、多管式の熱交換器Ｅ３ｂとして構成されていてもよい。すなわち、図９に示すように、加温器Ｅ３を構成する積層型熱交換器Ｅ３ａが省略され、熱源媒体である海水とＮＧとが伝熱管において直接熱交換する構成であってもよい。
【００７６】
なお、その他の構成、作用及び効果はその説明を省略するが前記第１実施形態及びその変形例と同様である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  中間媒体式気化器
１１  シェル
２０  伝熱管
３８  積層体
４１  第１流路層
４１ａ  第１流路
４２  第２流路層
４２ａ  第２流路
４３  端板
４５  液溜め
４６  液封管
Ｅ１  中間媒体蒸発器
Ｅ２  ＬＮＧ蒸発器
【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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【図７】
2017120125.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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