JP2004263867A - 液化ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧力調整器を容器側部に配置する際の再液化を抑制する。
【解決手段】 液化ガスが収容される容器１と、この容器１内の気相部２に連通するガス管路３と、このガス管路３に設けられてこのガス管路３を通流するガスの圧力を調整する圧力調整器６と、この圧力調整器６が格納されるケース２５と、熱媒を加熱する熱源機９と、この熱源機９から流出する熱媒が導入され容器１内の液化ガスを加熱する加熱器７とを備え、圧力調整器６を熱源機９から流出する熱媒が通流する熱媒管路１３とケース２５内に配置することで、ケース２５内の熱媒管路１３に通流する熱媒の熱でガス管路３内の液化ガスを保温できるから、圧力調整器６を容器１の側部に配置しても再液化を抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液化ガス供給装置に係り、特に、気相の液化ガスを供給する液化ガス供給装置に関する。

従来の液化ガス供給装置は、液化ガスを収容する容器と、この容器内の気相部に連通するガス管路と、このガス管路に設けられてガス管路内を通流するガスの圧力を調整する圧力調整器とを備えている。屋外または屋内に設置された容器に収容された液相の液化ガスは、容器周囲の外気からの熱によって気化され、生じた気相の液化ガスは、気相部に連通するガス管路を介し、圧力調整器により圧力を所望の圧力に調整されて、気相の液化ガスを使用する機器や装置類へ供給される。このような液化ガス供給装置において、容器周囲の温度が低過ぎると供給するガスの圧力が所望の圧力に達しない場合がある。そこで容器で発生するガスの圧力を上げるものとして、容器内の液化ガスを加熱する加熱手段を備え、液化ガスの気化量を調整できるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、容器内で一旦気相となった液化ガスは、ガス管路内で冷やされることで再び液相に戻ることがある。この再液化は、通常、比較的温度の高いガスが通流してガス管路が保温されるガス供給時には発生し難いが、ガス供給停止時にガス管路が自然放熱により冷やされることで発生する。この再液化により生じた液がガス管路内に溜まった状態でガスの供給が開始されると、液が圧力調整器に詰まって上記機器または装置類に供給するガスの圧力が変動したり、閉塞圧力が上昇するなどの不具合が生じる。

このような不具合を解消するために、従来、ガス管路及び圧力調整器を日当たりの良い容器の上部に設けることで温度の低下を抑制し、ガス管路内での再液化を防ぐものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、ガス管路内で再液化した液は、通常、圧力調整器の容器側などに溜まるから、この圧力調整器をガス管路と容器との連結部分より上に配置することで、再液化により生じた液を容器内に滴下させる方法が考えられる。

特開２００２−１８１２９３号公報（第２頁、第１−２図） 特開２０００−２９１８８６号公報（第２頁、第１図）

しかしながら、圧力調整器を容器の上部に設けることによって、例えば、圧力調整のメンテナンス作業がやり難くなるという問題が生じる。特に、容器の設置面積を少なくするために容器の形状を縦長にするような場合に困難になる。しかも、容器に液状の液化ガスを取り込む液取入口は、液の充填作業を行う関係上、作業者の手元つまり容器の側部に設けられているから、圧力調整器及びガス管路の容器出口部分を覆うケースと、液取入口部分を覆うケースがそれぞれ必要になる。このように、再液化による不具合を解消するために圧力調整器を上部に設けると様々な問題があるため、圧力調整器を容器の側部に配置しても再液化を生じさせないものが望まれている。

本発明は、圧力調整器を容器側部に配置する際の再液化を抑制することを課題とする。

本発明の液化ガス供給装置は、液化ガスが収容される容器と、容器内の気相部に連通するガス管路と、ガス管路に設けられてガス管路内を通流するガスの圧力を調整する圧力調整器と、ガス管路の容器からの出口部及び圧力調整器を覆うケースと、熱媒を加熱する熱源機と、熱源機で加熱された熱媒が導入されて容器内の液化ガスを加熱する加熱器とを備え、熱媒の熱をケース内に伝達する熱伝達手段を設けることにより上記課題を解決する。

このように構成することで、ガス管路内の液化ガスを保温できるから、圧力調整器のメンテナンスの作業性を向上するために、圧力調整器を容器側部に配置しても再液化を抑制することができる。

このとき、熱伝達手段は、熱源機から流出する熱媒が通流する熱媒管路をケース内に配置した構成とする。これによれば、ケース内の熱媒管路に熱源機で加熱された熱媒を通流させて、ガス管路内の液化ガスを保温できる。

この場合において、熱媒管路をガス管路に接するか、または近傍に配置させる構成とする。なお、ガス管路の温度が、例えば４０℃を超えるような場合には、熱媒管路をガス管の近傍に配置させ、例えば４０℃以下の場合は、熱媒管路をガス管路に接して配置する。

また、ケース内部の熱媒管路は、熱源機から加熱器に熱媒を導く別の熱媒管路から分岐させる構成とする。熱源機から加熱器、または、加熱器から熱源機に熱媒を導く熱媒管路をケース内に配置する構成とする。

さらに、熱伝達手段は、熱媒管路をケース内に配置する構成に代えて、ヒートパイプを用いた構成とする。これにより、加熱器の熱をケース内に導くことができるので、ガス管路内の液化ガスを保温できる。さらに、ヒートパイプは、入熱側を加熱器内に配置し、放熱側を圧力調整器入口部分に接触させて配置する構成とする。

以上述べたように、本発明によれば、圧力調整器を容器側部に配置する際の再液化を抑制することができる。

以下、本発明を適用してなる液化ガス供給装置の一実施形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる液化ガス供給装置の概略構成と動作を示す図である。なお、本実施形態では、マイクロガスタービンのタービン駆動用燃料として気相の液化ガスを供給する場合の構成を一例として説明する。マイクロガスタービンは、従来のレシプロエンジン型の発電機などに比べ、発電規模に対する設備の大きさがコンパクトであり、また、燃焼排ガス温度が高温であるため、排熱からの熱回収率を向上できる。このようなマイクロガスタービンでは、通常の液化ガスの燃焼を行う機器類に比べ、高圧、例えば０.３〜１.０ＭＰａの圧力を維持して液化ガスを供給する必要がある。

本実施形態の本実施形態の液化ガス供給装置は、図１に示すように、液化ガス、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）などを収容して貯蔵するための容器１、容器１内の気相部２に連通するガス管路３、ガス管路３に設けられ液化ガスの流れを制御する遮断弁５、ガス管路３に設けられ通流する気相の液化ガスの圧力を調整する圧力調整器６、容器１の底部に設置された加熱器７、加熱器７に通流させる熱媒、例えば水を加熱するための熱源機９、加熱器７と熱源機９との間で熱媒を循環させるための熱媒管路１１ａ、１１ｂ、熱媒管路１１ａ及び熱媒管路１１ｂから分岐する熱媒管路１３、液化ガス供給装置の動作を制御する制御部１５などで構成されている。

容器１は、略円筒状の容器を縦向きにした状態で脚部１７により支持され、屋外に設置されたものであり、容器１の内部に収容されて液相部４となる液相の液化ガスは、容器１が外気から受けた熱により気化する。このため、容器１内の上部の気相部２には、気相の液化ガスが溜まった状態になっている。容器１の上部には、気相部２の圧力を検出する圧力検出器１９が設けられている。容器１の側壁には、容器１内に液相の液化ガスを取り入れる液取入口２１が設けられ、液取入口２１には、液取入口２１を開閉する弁が設けられている。

ガス管路３は、例えば、容器１の側壁に挿通させて設けられている。ガス管路３の一端は気相部2内に配置にされ、他端は下方に延在してマイクロガスタービン２３の図示していない燃焼部に連結されている。ガス管路３の容器１の側壁に挿通された部分からマイクロガスタービン２３に至る間には、遮断弁５、圧力調整器６が順次設けられ、液取入口２１及び遮断弁５と圧力調整器６とが設けられたガス管路３の容器からの出口部分は、容器１の側壁に取り付けられた箱型のケース２５に内包されている。なお、ガス管路３は、容器１の側壁に限らず、例えば、容器１上部に挿通させて設ける構成にすることができる。

遮断弁５は、ガス管路３内の気相の液化ガスの通流及び遮断するものであり、マイクロガスタービン２３の図示していない制御部と配線２８及び制御部１５を介して電気的に接続されている。そして、マイクロガスタービン２３が駆動しているときには遮断弁５が開、マイクロガスタービン２３が停止しているときには遮断弁５が閉じるように制御されている。

圧力調整器６は、ガス管路３内を通流する気相の液化ガスの圧力をマイクロガスタービン２３が要求する圧力、例えば０.３〜１.０ＭＰａに調整するものである。加熱器７は、上面が開放された筐体内に熱媒が通流する流路となる図示していない管路を設け、この管路と筐体及び容器との間に形成される空間に、例えば、伝熱体となる液体などを充填したものである。そして、加熱器７には、この伝熱体の温度を検出する温度検出器２６を設けている。温度検出器２６は、配線２８を介して制御部１５と電気的に接続されている。なお、伝熱体は、熱伝導性を有するものであればよく、気体や固体などを用いることもできる。

熱源機９は、図示していない熱媒が通流する流路、この流路に設けられた熱媒タンク、流路内の熱媒を加熱するバーナー、そしてバーナー動作を制御する制御部などを一体的に筐体に納めたものである。熱源機９の図示していない制御部は、制御部１５と連携して作動するものであり、制御部１５と配線２８を介して電気的に接続されている。

熱媒管路１１ａは、一端が熱源機９内部の流路に、他端が加熱器７内部の熱媒が通流する流路に連結され、熱媒管路１１ｂは、一端が加熱器７内部の流路に、他端が熱源機9内部の流路に連結されている。熱媒流路１１ａには、ポンプ２７が設けられ、熱源機９から加熱器７に熱媒を送るように配置されている。ポンプ２７の動作は、熱源機９の図示していない制御部によって制御されるようになっている。

熱媒管路１１ａの熱源機９からの熱媒の出口側部分と、熱媒管路１１ｂの熱源機９への熱媒の入口側部分との間にバイパス管路１１ｃが設けられている。バイパス管路１１ｃには、バイパス管路１１ｃへの熱媒の通流及び遮断を行うことで加熱器７へ通流させる熱媒の量を調整する熱媒量調整弁３０が設けられている。熱媒量調整弁３０は、制御部１５と配線２８を介して電気的に接続されている。なお、バイパス管路１１ｃと熱媒量調整弁３０は、配管抵抗が熱媒管路１１ａよりも少ないものを用いている。

本実施形態の熱伝達手段である熱媒管路１３は、熱媒管路１１ａから分岐して熱媒管路１１ｂに連通する管路であり、一端は、熱媒管路１１ａのバイパス管路１１ｃの連結位置から加熱器７の熱媒入口に至る部分に連通し、他端は、熱媒管路１１ｂの加熱器７の出口側からバイパス管路１１ｃの連結位置に至る部分に連通されている。熱媒管路１３の一部は、ケース２５内に配置されている。

このような構成の液化ガス供給装置の基本的な制御動作について説明する。熱源機９及びポンプ２７の制御において、制御部１５は、温度検出器２６により加熱器７の容器１の加熱温度を常時監視しており、温度検出器２６で検出した温度が予め設定された上限温度、例えば４０℃以上になると、熱源機９の熱媒を加熱するバーナー、そして熱媒を加熱器７に送るためのポンプ２７などを停止し、容器１の加熱を停止させ、予め設定された下限温度未満になると運転を再開するように制御されている。これにより容器１の温度が設定された温度範囲に保たれるとともに、容器１の温度が法律などに規定された温度を越えたり、危険な温度に上昇するのを防いでいる。

また、制御部１５は、マイクロガスタービン２３が駆動しているときには遮断弁５を開き、マイクロガスタービン２３が停止しているときには遮断弁５を閉じる制御を行う。そして、制御装置１５は、圧力検出器１９で検出した容器１内の圧力に応じてバイパス管路１１ｃに設けられた熱媒量調整弁３０を開閉し、容器１の加熱が必要なときには、加熱器７に流れる熱媒量を増加させ、容器１の加熱が必要ないときには、加熱器７に流れる熱媒量を減少させる。この制御により、マイクロガスタービン２３が要求する圧力よりも高い所定の圧力に保持された気相の液化ガスは、圧力調整器６でマイクロガスタービン２３が要求する圧力まで降圧され、ガス管路３を介してマイクロガスタービン２３に供給される。

次に、本実施形態の液化ガス供給装置の熱媒の流れと特徴部について説明する。熱源機９で加熱された熱媒は、ポンプ２７により熱媒管路１１ａに送られる。熱媒管路１１ａに流入した熱媒の一部は、加熱器７を通流し熱媒管路１１ｂを通流して熱源機９に戻される。残りの熱媒は、熱媒管路１１ａから分岐する熱媒管路１３を通流し、熱媒管路１１ｂを通流して熱源機９に戻される。このようにケース２５内に配置された熱媒管路１３内を熱媒が通流することで、ケース２５内に配置されたガス管路３が加熱され、ガス管路３内の液化ガスが加熱される。これにより、ガス管路内の気相の液化ガスの再液化、特に、ガス管路３に気相の液化ガスが通流しないマイクロガスタービン２３の停止時における再液化を抑制することができる。

このように、本実施形態の液化ガス供給装置では、ケース２５内の熱媒管路１３に熱源機９で加熱された熱媒を通流させて、ケース２５内に配置されたガス管路３内の液化ガスを保温できるから、ガス管路３内の気相の液化ガスが再液化することを抑制できる。

また、ガス管路３内の再液化を抑制することができるので、再液化により生じた液が溜まりやすい圧力調整器６をガス管路３のガス入口より高い位置に設けるなどの制限を受けない。したがって、圧力調整器６を容器の側部、つまり、作業者の手元に配置でき、メンテナンスの作業性を向上させることができる。さらに、作業者の手元に圧力調整器６を配置することで、圧力調整器６のケースと、同じく作業者の手元に配置される液取入弁２１のケースとを共用できる。

また、本実施形態では、熱媒管路１３をケース２５内に配置する構成としたが、熱媒管路１３をガス管路３に接触させる構成とすれば、ガス管路３をケース２５内の雰囲気を介さずに直接保温することができるので好ましい。

また、本実施形態では、熱媒管路１３をバイパス管路１１ｃより加熱器７側から分岐させる構成としたが、これに代えて、バイパス管路１１ｃより熱源機９側から分岐させる構成とすれば、熱媒管路１３を通流する熱媒の量がバイパス管路１１ｃの開度によって変化しないようにすることもできる。さらに、熱媒管路１３を熱媒管路１１ａ及び１１ｂから分岐させる構成に代えて、例えば、図２に示すように、熱媒管路１１ａ、１１ｂ及び１３を１つの循環管路とする構成、つまり、熱媒管路１１ｂの一部をケース２５内に配置して熱媒管路１３として利用する構成とすることもできる。また、熱媒管路１１ｂに代えて熱媒管路１１ａをケース２５内に配置する構成とすることもできる。

また、熱伝達手段として熱媒管路１３を設けた構成に代えて、例えば、図３に示すように、熱媒の熱をヒートパイプ３１でケース２５内に伝達する構成にできる。ヒートパイプ３１は、例えば、入熱側が加熱器７の伝熱体内に配置され、放熱側がケース２５内に配置されている。これにより、熱媒の熱がケース内に伝達され、ケース２５内のガス管路３、遮断弁５及び圧力調整器６の温度を、容器１内のガス温度と同じ、あるいはそれ以上にできる。このヒートパイプ３１の入熱側は、熱媒管路１１ａ、１１ｂなどに接して配置してもよい。また、ヒートパイプ３１の放熱側を圧力調整器６に接触させる構成とすれば、ガス管路３をケース２５内の雰囲気を介さずに直接加熱することができるので好ましい。さらに、ヒートパイプ３１と、遮断弁５及び圧力調整器６を断熱カバー３３で覆うことが好ましい。

また、断熱カバー３３は、図３に限らず、例えば、図１および２に示した構成の場合にも適用することができる。なお、上記実施例に限らず、熱伝達手段として周知の伝熱方法を用いることができる。

また、図１に示す実施形態では、熱媒管路１１ａ、１１ｂ、１１ｃを設けた構成としたが、これに限らず種々の構成にすることができる。例えば、図４に示すように、熱媒管路１１ａおよび１１ｃに代えて、熱媒管路１１ｄおよび１１ｅを設けることができる。熱媒管路１１ｄは、ポンプ２７と熱媒量調整弁３０が設けられている。熱媒管路１１ｅは、熱媒管路１１ｄのポンプ２７と熱媒量調整弁３０との間から分岐して熱媒管路１３に連結する構成とする。このような構成にすれば、例えば、ポンプ２７の運転中は、熱媒量調整弁３０の開度にかかわらず、常に、ケース２５内を保温することができる。なお、ポンプ２７は、熱源機９内に内蔵された構成にすることもできる。

また、図１および図２の実施形態では、容器１を昇温する熱量に比べてガス管路を保温する熱量が少なくて済むから、熱媒管路１３の内径を熱媒管路１１ａ、１１ｂの内径に比べて小さく形成し、例えば、熱媒管路１１ａ、１１ｂの内径をφ１５とすると熱媒管路１３の内径はφ５とすることができる。また、熱媒管路１３を例えば銅パイプとすることで、放熱の効果を増大させるとともに、柔軟性が良い部材を用いることでケース２５内への施工性を向上させることができる。また、本発明は、本実施形態の構成のマイクロガスタービン２３に限らず、様々な装置や機器類に適用できる。

本発明を適用してなる液化ガス供給装置の一実施形態の概略構成図である。 図１に示す液化ガス供給装置の変形例を示した概略構成図である。 図１に示す液化ガス供給装置の変形例を示した概略構成図である。 図１に示す液化ガス供給装置の変形例を示した概略構成図である。

符号の説明

１ 容器
３ ガス管路
５ 遮断弁
６ 圧力調整器
７ 加熱器
９ 熱源機
１１ａ、１１ｂ、１３ 熱媒管路
２５ ケース

Claims (4)

1. 液化ガスが収容される容器と、該容器内の気相部に連通するガス管路と、該ガス管路に設けられて該ガス管路内を通流するガスの圧力を調整する圧力調整器と、前記ガス管路の前記容器からの出口部分及び前記圧力調整器を覆うケースと、熱媒を加熱する熱源機と、該熱源機で加熱された熱媒が導入されて前記容器内の液化ガスを加熱する加熱器と、前記熱媒の熱を前記ケース内に伝達する熱伝達手段とを備えてなる液化ガス供給装置。
2. 前記熱伝達手段は、前記熱媒が通流する熱媒管路を前記ケース内に配置してなることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス供給装置。
3. 前記熱媒管路は、前記ガス管路に接するか、または近傍に配置されることを特徴とする請求項２に記載の液化ガス供給装置。
4. 前記熱伝達手段として、ヒートパイプを用いることを特徴とする請求項１に記載の液化ガス供給装置。

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