(57)【要約】 【課題】ベンチュリ形状の均一気化混合装置において、特に低負荷領域側における運転を可能とすることで、広い運転範囲に対応できるベンチュリ形状の均一気化混合装置を得ること。【解決手段】ベンチュリ形状の均一気化混合装置において、ベンチュリ管の外側をジャケット構造として、強制的に気化できる伝熱面積としても活用する。更にベンチュリ管にガス混合機能を有するデミスターを備えることで、粒子状態で飛散する液化石油ガスを捕捉しながら気化させ、天然ガスと均一に強制混合させる【選択図】図１
2017039786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加温と加圧と流量計測されている天然ガスに、液体状態の液化石油ガスを所定の発熱量になるよう流量制御と加圧させて、一緒に導入し、加圧環境下で都市ガス及び／または燃料用ガスの発熱量を調整させることに使用されるベンチュリ形状の均一気化混合装置において、ベンチュリ管の外側表面を温水または水蒸気または加温された空気を用いた加熱媒体により加熱し、ベンチュリ管内壁面側に接する液化石油ガスを気化させる加熱ジャケットを有することを特徴とする均一気化混合装置。
【請求項２】
ベンチュリ管本体における縮小部の下部内側底面が、水平より、０°〜６０°の範囲で、スロート部側に向かって、下り勾配になっていることを特徴とする請求項１記載の均一気化混合装置。
【請求項３】
ベンチュリ管本体の直管部に、デミスターを設置していることを特徴とする請求項１記載の均一気化混合装置。
【請求項４】
ベンチュリ管のスロート部を流れる単位体積当たり（ｍ３）の天然ガスの有している運動エネルギーが１００００（Ｊ）未満において、ベンチュリ管内部の上流側に残留する液化石油ガスを自然重力または流れている天然ガスの力により下流側に移動させながら、ベンチュリ管の加熱媒体として１５℃〜２００℃を確保できる温水または水蒸気または加温された空気を用いることで、天然ガスと液化石油ガスからなる０．３７（ｋｇ／ｍ３Ｎ）までの液ガス比の混合条件にある流体を、液化石油ガスの強制的な加熱による気化作用と、液化石油ガスの自然蒸発作用と、液化石油ガスの微粒化作用と粒化作用と、強制的な混合作用をも併用し均一気化混合する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベンチュリ形状の均一気化混合装置及び方法に係り、特に、都市ガス及び／または燃料用ガスの発熱量を調整することに加圧環境下で使用される、ベンチュリ形状の均一気化混合装置及び均一気化混合方法に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、ベンチュリ形状の均一気化混合装置を用いて製造される都市ガスの発熱量は、２０℃〜８０℃程度に加温、加圧されていて、かつ流量も計測されている天然ガスと、所定の発熱量になるよう流量制御され、かつ加圧されている液体状態の液化石油ガスとを、ベンチュリ管の上流側入口から下流側出口に向かって、一緒に均一気化混合装置に導入し調整されている。
【０００３】
かかるベンチュリ形状の均一気化混合装置は、天然ガスが有している顕熱と、スロート部に生じさせた高速とを利用して、液体状態の液化石油ガスを微粒化（数１０μｍ以下）させながら気化し、同時に天然ガスと均一に混合させるものである。
【０００４】
以下、本発明で使用する用語については、次の通り定義する。
（１）高速とは、ベンチュリ管に導入された液化石油ガスを微粒化させる効果に必要なスロート部速度以上を指す。
（２）低速とは、ベンチュリ管に導入された液化石油ガスを微粒化しきれなくなり始める高速未満のスロート部速度を指す。
（３）微粒化とは、ベンチュリ管に導入された液化石油ガスの粒子径が、スロート部にて数１０μｍ以下（微粒子）になることを指す。
（４）粒化とは、ベンチュリ管に導入された液化石油ガスの粒子径が、スロート部にて微粒子を越える１００μｍより大きく（粒子）なっていることを指す。
（５）スロート部速度とは、スロート部に開度を調整する可変機構を備えている場合には、開度調整部を通過する速度を指す。
（６）運動エネルギーとは断り書きのない限り、スロート部を流れる単位体積当たり（ｍ３）のガス流体が有する運動エネルギーを指す。
（７）低負荷領域側とは、運動エネルギーが１００００（Ｊ）未満の領域を指す。
（８）高負荷領域側とは、運動エネルギーが１００００（Ｊ）以上の領域を指す。
（９）溢流とは、ベンチュリ管に導入した液化石油ガスがベンチュリ管出口から後流に液体状態及び／または粒子状態で出る状態を指す。
（１０）未気化率とは、ベンチュリ管出口後流から溢流する液化石油ガスの質量流量（ｋｇ／ｈ）を、ベンチュリ管に導入した液化石油ガスの質量流量（ｋｇ／ｈ）で除し、これを１００倍した数字を指す。パーセントを単位とする。
（１１）液ガス比とは、ベンチュリ管に導入した天然ガス１ｍ３Ｎ当たりに対する、液化石油ガスの導入質量（ｋｇ）であり、下記式によるものとし、ｋｇ／ｍ３Ｎを単位とする。
液ガス比＝導入した液化石油ガス質量（ｋｇ）／導入した天然ガス量（ｍ３Ｎ）
【０００５】
液体状態の液化石油ガスを微粒化させながら気化し、同時に天然ガスと均一に混合させる、ベンチュリ形状の均一気化混合装置として、特公平６−８９３４８号公報（特許文献１）がある。
【０００６】
特許文献１による均一気化混合装置は、実施例において圧力が約１ＭＰａ、ベンチュリ管のスロート部流速を５０ｍ／ｓ以上の条件にて、液体状態で導入された液化石油ガスを微粒化させながら１×１０−２秒以内で気化し、同時に、天然ガスとの均一な混合を行なわせることを特徴としている。ところで、該文献には加圧化による影響が全くないと報告されている。また、天然ガスの有する運動エネルギーについては一切触れられていない。
【０００７】
従来方式では、冬季夕方の都市ガス需要量が多くなる時間帯と、夏季夜間の都市ガス需要量が少なくなる時間帯とを通した需要量の変動幅に対し、特に低負荷領域側の運転をすることは、スロート部流速が低速となってしまい、液体状態で導入した液化石油ガスを微粒化できず、年間を通した都市ガス需要量の変動幅に追随できる広い運転範囲に、１基では対応できないという問題があった。更に、広い運転範囲に対応させるために、スロート部内径の異なる複数基を組合せ、切替えて運転していることから、設備費の増加と、複数基を自動的に切り替える際にそれまで例えば４５ＭＪ／ｍ３Ｎ±１％以内で安定に制御されていた都市ガスの発熱量が、制御範囲を超えて変動してしまう問題があった。
【０００８】
また、低負荷領域側において微粒化の作用を維持できなくなる低速以下のスロート部速度で運転してしまうと、ベンチュリ管内には液体状態の液化石油ガスが生じ、ベンチュリ管出口からの溢流が発生し、安定した発熱量調整の運転ができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平６−８９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来方式では運転できなかったスロート部流速が低速となってしまう特に低負荷領域側において、均一な気化と均一な混合を可能とし、１基のベンチュリ管で広い都市ガス需要量幅の運転範囲に対応できる、均一気化混合装置及び均一気化混合方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、特許文献１において加圧化による影響が全くないと報告されている内容に対し、液化石油ガスを微粒化させる作用にはスロート部の流速だけでなく、運転圧力にも大きく影響されることを初めて見出した。そこで、運転範囲を示す指標としては、スロート部流速だけでなく運転圧力をも反映している、スロート部を流れる単位体積当たり（ｍ３）のガス流体が有する運動エネルギーを用い説明する。
【００１２】
特許文献１には、天然ガスの平均分子量が記載されていないものの、主成分であるメタン以外のエタン、プロパン、ブタン、窒素の成分を考慮し、メタンの分子量１６より１．１倍程度大きい約１８と推定すると、液体状態で導入された液化石油ガスを微粒化させ均一に気化混合させるためには、スロート部を流れる単位体積当たり（ｍ３）の天然ガスに１００００（Ｊ）程度以上の運動エネルギーＥ（Ｊ）が必要なことが推定される。
流れている単位体積当たり（ｍ３）の一般ガス流体の有する運動エネルギーＥ（Ｊ）は、天然ガスに限らず、下記の式で求められる。
Ｅ＝１／２×ρ×Ｖ２
ここに、
Ｅ（Ｊ）        ：スロート部を流れている単位体積当たり（ｍ３）の
一般ガス流体の有する運動エネルギー
ρ（ｋｇ／ｍ３）：スロート部を流れている一般ガス流体の密度
Ｖ（ｍ／ｓ）    ：スロート部を流れている一般ガス流体の流速
である。
上式Ｅ（Ｊ）は、スロート部流速と運転圧力とガス種類と混合ガスの平均分子量と天然ガスの構成成分比率との変動が、いずれも反映される公知の式である。
以下、Ｅ（Ｊ）は単に運動エネルギーと省略して記載する。
【００１３】
本発明では、特に低負荷領域側の運転においてスロート部を流れる天然ガスの有する運動エネルギーが１００００（Ｊ）未満になっても、ベンチュリ管内に液体状態で残留し、溢流し始める挙動を示す液化石油ガスについては、仕方のないものとあきらめず、以下の手段で均一に気化混合させる装置と方法を提供する。
（１）加温と加圧と流量計測されている天然ガスに、液体状態の液化石油ガスを所定の発熱量になるよう流量制御と加圧させて一緒に導入し、加圧環境下で都市ガス及び／または燃料用ガスの発熱量を調整させることに使用されるベンチュリ形状の均一気化混合装置において、ベンチュリ管の外側表面を温水または水蒸気または加温された空気を用いた加熱媒体により加熱し、ベンチュリ管内壁面側に接する液化石油ガスを気化させる加熱ジャケットを有する装置である。
（２）ベンチュリ管本体における縮小部の下部内側底面が、水平より、０°〜６０°の範囲で、スロート部側に向かって、下り勾配になっている装置である。
（３）ベンチュリ管本体の直管部に、デミスターを設置している装置である。
（４）ベンチュリ管のスロート部を流れる単位体積当たり（ｍ３）の天然ガスの有している運動エネルギーが１００００（Ｊ）未満において、ベンチュリ管内部の上流側に残留する液化石油ガスを自然重力または流れている天然ガスの力により下流側に移動させながら、ベンチュリ管の加熱媒体として１５℃〜２００℃を確保できる温水または水蒸気または加温された空気を用いることで、天然ガスと液化石油ガスからなる０．３７（ｋｇ／ｍ３Ｎ）までの液ガス比の混合条件にある流体を、液化石油ガスの強制的な加熱による気化作用と、液化石油ガスの自然蒸発作用と、液化石油ガスの微粒化作用と粒化作用と、強制的な混合作用をも併用し均一気化混合する方法。
【００１４】
以下、本発明を、図１〜図８を用いて説明する。
【００１５】
ベンチュリ管本体５は、天然ガス入口１と液化石油ガス入口２と都市ガス出口４を有しており、縮小部５ａ、スロート部５ｂ、拡大部５ｃ、直管部５ｄからなる部位で構成される。液化石油ガスは、天然ガスの流れる方向とほぼ同じ方向に向かって液化石油ガス放出ノズルフィルター３から噴出される。一般に、都市ガスとは発熱量が調整され、かつ付臭されているガスを指すが、本発明では、付臭される前の発熱量が調整されているガス（燃料用ガスも含む）をも都市ガスと記載する。
【００１６】
従来方式において、都市ガスの発熱量を調整することに用いられるベンチュリ管５の拡大部５ｃは、これら４つの部位の中で最も広い内側表面積を持ちながらも、スロート部５ｂ近傍で生じる圧力損失を回復させる効果以外の目的で利用されることはなかった。
【００１７】
本発明では、ベンチュリ管本体５の外側表面に加熱ジャケット１２構造を付加し、加熱媒体１８を流せるようにすることで、拡大部５ｃだけでなく直管部５ｄをも、液化石油ガスを均一に気化させる新たな用途である伝熱面積としても活用する。
【００１８】
該伝熱面積は、圧力損失の回復効果を有する拡大部５ｃの円すい角度６及び／または直管部５ｄの長さにより決定され、特に、スロート部５ｂを流れる天然ガスの有する運動エネルギーが１００００（Ｊ）未満になる低負荷領域側の運転において、ベンチュリ管本体５内に粒子状態及び／または液体状態にて残留し始める液化石油ガスを、強制的に加熱し均一に気化させることに利用する。
【００１９】
都市ガス及び／または燃料用ガスの発熱量を調整することに使用される本発明のベンチュリ管本体５は、導入される天然ガスも液化石油ガスも、更に該装置出口からの都市ガスも、運転圧力は０．３ＭＰａ以上の加圧環境下にある条件で使用されることが好ましい。
【００２０】
加熱媒体１８としては、一般産業分野に広く利用されている温水、水蒸気、加温された空気を用い、使用する温度は温度制御されている都市ガス側温度より＋５℃程度高い１５℃〜２００℃の範囲で確保できる温度が好ましく、特に温水を用いる場合の温度は１５℃〜９９℃が好ましい。
【００２１】
なお、拡大部５ｃの円すい角度６と直管部５ｄの長さは、拡大部５ｃにおける圧力損失の回復効果と、制限される許容据付スペース、要求される伝熱面積に伴う装置費用の増加を含めた、総合的な観点から決定される。
【００２２】
拡大部５ｃの円すい角度６は４°〜５０°の範囲が好ましく、装置費用と圧力損失の回復効果と許容据付スペースとを含めた総合的な観点からは６°〜２０°の範囲が特に好ましい。直管部５ｄの軸方向長さは長いほど自然蒸発効果を生かせるが、装置費用と許容据付スペースを含めた総合的な観点からは直管部５ｄ内径の５倍以内が好適である。
【００２３】
液ガス比は、０．３７（ｋｇ／ｍ３Ｎ）までの範囲に対応できる。
【００２４】
運動エネルギー１００００（Ｊ）未満の低負荷領域側の運転において、負荷が小さくなりスロート部流速が低速になってしまうことで、液化石油ガス放出ノズルフィルター３出口から、ベンチュリ管本体５内部の上流側にある縮小部５ａの下部内側底面に滴り、残留しやすくなる液化石油ガスは、縮小部５ａ側の下部内側底面を、縮小部５ａ側からスロート部５ｂ側に向かい、水平よりも、０°〜６０°の下り勾配７に傾斜させることで、スロート部側に自然重力及び／または流れている天然ガス１の力により押し流し、拡大部５ｃを経て、直管部５ｄ側へ移動しながら（図１）、強制加熱され均一に気化する。
【００２５】
縮小部５ａの下部内側底面の下り勾配７は、少なくとも縮小部５ａについて同心構造にこだわらず偏心構造（図１）にすること及び／またはベンチュリ管本体５の軸心を、天然ガス入口１側から都市ガス出口４側に向かって、水平より、下り勾配になるように設置（図２）することで、ベンチュリ管本体５内に残留し始める液化石油ガスを下流側に移動させることが可能となる。
【００２６】
なお、運転圧力が０．５ＭＰａ程度未満であれば、スロート部５ｂの軸心がほぼ水平となるように設置されていても、例えば６ＭＰａ程度の時よりもスロート部５ｂ内径が太くなることから、液化石油ガス放出ノズルフィルター３をスロート部内部奥まで挿入できるため（図３）、縮小部５ａの下部内側底面に液化石油ガスが残留し始める現象を防げる。
【００２７】
ベンチュリ管本体５の内面を伝熱面積として有効に活用するためには、ベンチュリ管の軸心が、特許文献１に示されている鉛直方向となる設置方法よりも、ベンチュリ管本体５の上流側から下流側に向かって、水平よりも、０°〜６０°の下り勾配となる設置方法が好適である。なお、本発明でのベンチュリ管の軸心とは、偏心構造となっている場合の縮小部５ａは含まず、スロート部５ｂと拡大部５ｃと直管部５ｄからなる直線の軸心によるものとする。
【００２８】
運動エネルギー１００００（Ｊ）未満の低負荷領域側の運転においても、ベンチュリ管本体５出口から下流側へ、都市ガス４に同伴して飛び出してしまう気化しきれていない液化石油ガスの粒子は、デミスター８を設けて捕捉してから（図１）、強制加熱されている伝熱面積で気化させる。デミスター８の設置位置は、自然蒸発（揮発）作用と微粒化作用と粒化作用の効果を最も受ける後の直管部５ｄの出口側末端部が好適である。
【００２９】
一般に、デミスター８とは網目状構造になっている加工品を指すが、本発明においては細長い板状の両端を、互いに逆方向に反転するよう捻った加工品をも、デミスター８（図１）の概念に含める。デミスター８は混合条件により複数台設置してもよい。
【００３０】
なお、このような構造のデミスター８とすることで、流れている天然ガスに旋回流を形成させる効果があり、ベンチュリ管本体５の内側周囲壁面側に寄せるように捕捉された液化石油ガスの粒子は、伝熱面積と接触し強制的に気化され、同時に天然ガス１と強制的に均一に混合される効果をも得られる。
【００３１】
仮に従来方式を用いて低負荷領域側の運転を行うと、ベンチュリ管本体５内部に液体状態で残留し始める液化石油ガスの置かれる環境条件は、５℃〜１０℃に温度制御されている都市ガス４における露点成分（ブタンまたはプロパン）の飽和蒸気圧力に対し、分圧として未飽和蒸気圧力状態であることから、自然蒸発（揮発）する気化能力を有している。しかし、その気化する流量は本発明による強制加熱により気化する流量と比較し、約１／６０程度と少ない。都市ガスの制御温度は０℃〜６０℃までの内、高い側ほど自然蒸発する効果が高くなるが、都市ガス４を供給する導管から放散してしまうエネルギーの節約も含めた総合的な観点からは５℃〜１０℃の制御範囲が好適である。
【００３２】
本発明によれば、運動エネルギー１００００（Ｊ）以上を確保して微粒化することだけにこだわるのでなく、ベンチュリ管本体５に導入された液化石油ガスの微粒化の効果に加え、１００００（Ｊ）未満では強制気化と粒化と自然蒸発の効果をも生かすことができる。更に強制混合を併用する方法とすることにより、１基で低負荷領域側とこれまでの高負荷領域側をも含めた、広い運転範囲を必要とする都市ガス及び／または燃料用ガスの発熱量調整に対応できる。運転範囲を示す指標としては、ガス種類と運転圧力変動とスロート部流速変動のいずれもが反映されている運動エネルギーを用いる。
【００３３】
また、ベンチュリ管本体５の内側壁面側に、加熱媒体１８を通せる伝熱管１３を設置することで、ベンチュリ管本体５内に液体状態で残留し始める液化石油ガスを気化させてもよい（図４）。
【００３４】
ベンチュリ管本体５と加熱ジャケット１２とデミスター８と伝熱管１３は、同じ材質のものが望ましく、使用する加熱媒体１８にも耐食性のある、金属性材料が好ましい。
【００３５】
ベンチュリ管本体５の内側を流れる天然ガス及び液化石油ガスと、外側の加熱ジャケット１２側に流す加熱媒体１８とは、別種類（例えば氷、水、水蒸気は相は異なるが同じ分子式のため同じ種類と見なす）の流体であり、ベンチュリ管本体５の内径と外径との差からなる肉厚部分で遮られ、混合されることはない。
【００３６】
ベンチュリ管本体５と伝熱管１３の伝熱面積だけでは気化しきれない液化石油ガスは、直管部５ｄの最下部面側に、残留液化石油ガス出口１４から受入れ、残留液化石油ガス気化ガス出口１５からベンチュリ管本体５に戻す熱交換器（残留液化石油ガス気化器１６）を設置し（図４）、及び／またはベンチュリ管本体５出口側に熱交換器（残留液化石油ガスバックアップ気化器１７）を設置して（図４）、気化しきれていない液化石油ガスを気化させてもよい。
【００３７】
ところで、液化石油ガス供給管１１が、天然ガス１の流れる方向とほぼ直交している部分の外径周囲部では、外径断面形状が円形であればカルマン渦が発生しやすく、共振現象が生じやすい。
【００３８】
本発明においては、カルマン渦の発生数ｆｓ（１／ｓ）と液化石油ガス供給管１１との固有振動数ｆｏ（１／ｓ）が、ｆｓ／ｆｏ＜０．８を確保するように、流線形状のカルマン渦低減装置（図５）９及び／または１０を設けることで共振現象を低減する。
【００３９】
なお本発明では、天然ガスに代わる気体を使用し、かつこれまで報告されていない低い運転圧力条件下において、従来方式である微粒化作用による気化がなされるためには、スロート部を流れる単位体積当たり（ｍ３）のガス流体の有する運動エネルギーが、どの程度以上を確保されているべきかを確認するシミュレーション実験を行なった。
【００４０】
天然ガスの代替ガスとしては空気を用い、液化石油ガスにはブタンを主成分とする液体を用い、加熱媒体には約６７℃の温水を用い、ベンチュリ管出口温度は約７℃であり、運転圧力は大気圧にて実施した。その結果、天然ガスと異なるガス種類である空気を用い、１ＭＰａより約１１倍低い大気圧環境下条件で実施しても、加熱ジャケット構造を付加していないベンチュリ管では、スロート部を流れるガス流体に、特許文献１から推定される運動エネルギーとほぼ同等の１００００（Ｊ）程度以上の運動エネルギーＥｆ（Ｊ）（この時のスロート部速度をＶｆ（ｍ／ｓ）とする）を保有していないと、微粒化作用による気化がなされず、ベンチュリ管下部内面に液化石油ガスが残留し、溢流し始める結果を得た（図６の比較例参照）。
【００４１】
すなわち、スロート部を流れる単位体積当たり（ｍ３）のガス流体の有する運動エネルギーは、ガス種類と運転圧力とスロート部流速とが代わっても、同じ１００００（Ｊ）程度以上を有していないと、液化石油ガスの微粒化による気化ができないことを見出し、これまでのスロート部流速よりも正確に、ベンチュリ管を用いた運転範囲を示すことが分った。
【００４２】
次に、前述の同じシミュレーション実験装置に対し、ベンチュリ管の外周囲側にジャケット構造を付加し、該部に約６７℃の温水を流し強制加熱している条件下で、液化石油ガスが同様に気化しきれなくなり、ベンチュリ管出口から気化されていない液化石油ガスが溢流し始める時の、スロート部を流れる空気の有する運動エネルギーＥｓ（Ｊ）（この時のスロート部速度をＶｓ（ｍ／ｓ）とする）を探す試験を実施した。Ｅｓは約５４０（Ｊ）まで低下しても溢流現象は認められなかった。ジャケット構造を付加していない場合との比で表わすと、Ｅｆ：Ｅｓ＝１００００：５４０＝１９：１程度となる。この比を圧力条件は同じとしてスロート部の流速比で表わすと、Ｖｆ：Ｖｓ＝（１９）１／２：（１）１／２＝４．３：１（図６の参考例参照）となり、特許文献１の運転範囲と言われている５：１に近い、大きな効果のある結果となった。
【００４３】
従来方式では、ベンチュリ管下部内面に液化石油ガスが残留し始めると、それ以下に負荷を下げて運転することはできない仕方のないものとあきらめられていたが、本シミュレーション実験結果により、特許文献１による従来方式のベンチュリ管に、加熱ジャケット構造を付加し強制加熱できる装置にすることで、特許文献１で報告されている５０ｍ／ｓというスロート部流速は、加熱ジャケット構造を付加し約６７℃程度の温水でジャケット部から強制的に加熱することにより、１２ｍ／ｓ（＝５０ｍ／ｓ／４．３）程度まで低速にしても、均一に気化できることが分かった。
〔シミュレーション実験データ図６、図７、図８〕
【００４４】
本発明により、運動エネルギーが１００００（Ｊ）未満の低負荷領域側においても、均一に気化されている実験結果を図６に示す。黒丸印はジャケット構造を付加していない時（比較例）の液化石油ガスの未気化率（％）を示し、白丸印はジャケット構造を付加している時（参考例）の液化石油ガスの未気化率（％）を示しており、本試験装置で実施できる試験範囲である１００００（Ｊ）〜５４０（Ｊ）までの間では、溢流がなく均一に気化されている結果となった。すなわち本発明の均一気化効果が認められる運転範囲（Ａ）〔４．３：１〕と、従来方式の運転範囲（Ｂ）〔５：１〕とを組み合わせた総合運転範囲〔（Ａ）＋（Ｂ）〕は２２：１まで広げられる。温水温度を、本実験で採用した約６７℃から８５℃程度まであげると、更に広い運転範囲にも対応できる。
【００４５】
図７は、液化石油ガスが自然蒸発の起きている約７℃の大気圧環境下において、１ｍ２当りの伝熱面積で、１秒間に、液化石油ガスが気化するｇ数を表わす気化流量〔ｇ／（ｍ２・ｓ）〕を示す。白丸は自然蒸発効果と温水温度による強制加熱を併用させている時の、温水温度を代えた液化石油ガスの気化流量を示し（参考例）、黒丸は温水による強制加熱のない、自然蒸発だけの気化流量を示す（比較例）。いずれのデータも、約７℃の風を約２ｍ／ｓ〜３ｍ／ｓ程度の風速で吹きつけている条件である。強制加熱がなく風を吹きつけているだけの自然蒸発効果と、約６７℃の温水を用いた強制加熱とを比較すると、液化石油ガスの気化流量において約６０倍もの差が生じており、強制加熱による気化効果の大きいことが分かる。
【００４６】
図８は、大気圧環境下において発砲スチロール製の断熱容器に液化石油ガスを満たし、約３０℃の風を約２ｍ／ｓ〜３ｍ／ｓ程度の速度で吹きつけながら液化石油ガスを自然蒸発させている時の液化石油ガス自身の温度を測定した参考データである。ベンチュリ管に保温工事を施工しながら強制加熱をしていない状態に近い環境を模擬しているものである。気化潜熱に必要な加熱源が与えられない状態にある自然蒸発効果により、液自身の顕熱までもが奪われてしまい、この実験の時の外気側空気温度である約３０℃より大きく温度降下し−４０．３℃以下まで低下する結果となった。なお、約７℃の風を用いた実験でもほぼ同程度の温度まで低下する結果を得ている。従来方式において、ベンチュリ管内に残留液化石油ガスが生じてしまうと、該残留液体が逆に冷熱発生源となり、ベンチュリ管の金属材料をも冷やしてしまい、残留液化石油ガスの自然蒸発作用の効果が薄くなり、溢流が生じやすくなる原因になることが分かった。ジャケット構造を付加した強制加熱による本発明は、自然蒸発する残留液化石油ガスの気化潜熱を補うことから、気化流量に与える効果の大きいことが分かった。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、従来方式による高負荷領域側の運転だけでなく、特に低負荷領域側の運転において、スロート部を流れる単位体積当たり（ｍ３）の天然ガスの有する運動エネルギーが１００００（Ｊ）未満になっていても均一に気化混合ができ、１基のベンチュリ管で低負荷領域側と従来方式の高負荷領域側とを組み合わせた広い運転範囲に対応できる均一気化混合装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】縮小部を偏心構造とすることで縮小部の下部内側底面がスロート部側に向かって下り勾配になっていることを示すベンチュリ形状の均一気化混合装置図
【図２】ベンチュリ管の軸心を後流側に向かって下り勾配になるように設置することで、縮小部の下部内側底面がスロート部側に向かって下り勾配になっていることを示すベンチュリ形状の均一気化混合装置図
【図３】スロート部内部奥まで液化石油ガス放出ノズルフィルターが挿入されていることを示すベンチュリ形状の均一気化混合装置図
【図４】カルマン渦低減装置が流線形状になっていることを示す概要図
【図５】ベンチュリ管内に伝熱管を設置する、またはベンチュリ管直管部に残留液化石油ガス気化器を設置する、またはベンチュリ管出口側に残留液化石油ガスバックアップ気化器を設置していることを示す概要図
【図６】スロート部を通過するガス流体が有する運動エネルギー（Ｊ）に対する未気化率（％）を示す参考データ図
【図７】液化石油ガスに風を吹き付けただけの自然蒸発効果による気化流量と、風を吹き付けながら温水を用いた強制加熱による気化効果をも併用させた、温水温度に対する液化石油ガスの気化流量を示す参考データ図
【図８】液化石油ガスを強制加熱することなく、風を吹き付けた自然蒸発効果だけで温度降下していることを示す参考データ図
【符号の説明】
【００４９】
１  天然ガス入口
２  液化石油ガス入口
３  液化石油ガス放出ノズルフィルター
４  都市ガス出口
５  ベンチュリ管本体
５ａ  縮小部（同心構造または偏心構造）
５ｂ  スロート部
５ｃ  拡大部
５ｄ  直管部
６  拡大部の円すい角度（°）
７  縮小部の下部内側底面が拡大部側に向かって水平より下り勾配に傾斜（°）していることを示す。
８  デミスター
９  カルマン渦低減装置（上流側）
１０  カルマン渦低減装置（下流側）
１１  液化石油ガス供給管
１２  加熱ジャケット
１３  伝熱管
１４  残留液化石油ガス出口
１５  残留液化石油ガス気化ガス出口
１６  残留液化石油ガス気化器
１７  残留液化石油ガスバックアップ気化器
１８  加熱媒体入口
１９  加熱媒体出口
２０  加熱媒体出口
２１  加熱媒体入口
２２  加熱媒体出口
２３  加熱媒体入口
２４  加熱媒体出口
【図１】
2017039786.tif 000003
【図２】
2017039786.tif 000004
【図３】
2017039786.tif 000005
【図４】
2017039786.tif 000006
【図５】
2017039786.tif 000007
【図６】
2017039786.tif 000008
【図７】
2017039786.tif 000009
【図８】
2017039786.tif 000010