JP2002210351A - 液化ガス蒸発装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液相の液化ガスが通流する熱交換器を内包し
て熱媒が収容される槽を開放構造にすることができる液
化ガス蒸発装置を提供する。 【解決手段】 第１の熱媒４が循環する循環流路５と、
第１の熱媒４を加熱する加熱部１１と、第２の熱媒６８
が収容される槽６９と、循環流路５の一部分であって槽
６９内に配設された第１の熱交換器５５と、槽６９内に
配設されて液化ガスが通流する流路からなる第２の熱交
換器７１とを有する構成とする。このな構成とすれば、
第１の熱媒４の循環流路５は、槽６９の構造とは関係な
い加熱部１１と第１の熱交換器５５との間を循環する流
路であるため、槽６９を開放構造にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液化ガス蒸発装置
に係り、特に、加熱された熱媒と液相の液化ガスとの熱
交換により気相の液化ガスを生成する液化ガス蒸発装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液化ガス蒸発装置は、熱媒を加熱
するための加熱部、熱媒を収容する槽、この槽内に配設
されて液化ガスが通流する流路からなる熱交換器、加熱
部と槽との間で熱媒を循環させるために設けられた２本
の管路、そして、これらの管路の一方に設けられて熱媒
を循環させるためのポンプなどで構成されている。さら
に、加熱部内の熱媒の流路、槽、そして加熱部内の熱媒
の流路と槽とを連結する２本の管路などからなる熱媒の
循環流路は、流路全体が密閉系になっているため、熱媒
の循環流路に熱媒を注入または補充するための熱媒注入
装置が備えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の液化
ガス蒸発装置では、密閉系となっている循環流路に熱媒
を注入するための熱媒注入装置などを必要とするため、
装置構成が複雑になる上、コストも増大している。これ
に対して、本願の発明者らは、熱媒の循環流路を開放構
造、例えば循環流路に開放構造の熱媒タンクなどを設け
た構造とし、この熱媒タンクなどへ熱媒を注入または補
充する構成とすることで、液化ガス蒸発装置の構成の簡
素化や装置コストを低減することなどを考えている。

【０００４】ところが、熱媒の循環流路を開放構造とす
る場合、１つのポンプで熱媒を循環させるためには、例
えば熱媒タンクの部分など１箇所を開放構造とすると、
それ以外の循環流路の部分は密閉構造にしておく必要が
ある。もし、熱媒タンク以外の部分にも開放された部分
があると、その開放された部分で圧力損失が生じ、１つ
のポンプで熱媒を循環できなくなり、循環流路に複数の
ポンプを設けなければならなくなる場合がある。しか
し、複数のポンプを用いることは、装置構成の複雑化や
コストの増大などを招くため好ましくない。

【０００５】このため、例えば熱媒タンクの部分など１
箇所を開放構造とすると、液化ガスが通流する熱交換器
を備え、熱媒が収容される槽を密閉構造にしなければな
らない。したがって、槽に設けられた蓋などを気密に取
り付けなければならず、また、蓋や槽の側壁などに設け
るセンサ類も気密に取り付ける必要があるため、蓋やセ
ンサ類の取り付けにシール構造が必要となり、開放構造
の槽に比べて構造が複雑になり、またコストも高くな
る。このように、密閉構造の槽を用いると液化ガス蒸発
装置の構成を十分に簡素化することや液化ガス蒸発装置
のコストを十分低減することなどはできない。さらに、
密閉構造の槽では、槽内の熱交換器などの保守、点検
や、センサ類の保守、点検さらに交換などを行う際、蓋
やセンサ類がシール構造で取り付けられているため、そ
れらの取り外し作業などが煩雑になり、開放構造の槽に
比べてメンテナンス性も悪い。

【０００６】本発明の課題は、液化ガスが通流する熱交
換器を内包して熱媒が収容される槽を開放構造にするこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の液化ガス蒸発装
置は、第１の熱媒が循環する循環流路と、第１の熱媒を
加熱する加熱部と、第２の熱媒が収容される槽と、循環
流路の一部分であって槽内に配設された第１の熱交換器
と、槽内に配設されて液化ガスが通流する流路からなる
第２の熱交換器とを有することにより上記課題を解決す
る。

【０００８】また、第１の熱媒を貯留する開放構造の熱
媒タンク及び第１の熱媒を送液するポンプを備えて第１
の熱媒が循環する循環流路と、第１の熱媒を加熱する加
熱部と、第２の熱媒が収容される槽と、循環流路の一部
分であって前記槽内に配設された第１の熱交換器と、槽
内に配設されて液化ガスが通流する流路からなる第２の
熱交換器とを有する構成とする。

【０００９】このような構成とすることにより、循環流
路の一部分であって槽内に配設された第１の熱交換器内
を通流する第１の熱媒の熱で槽内の第２の熱媒を加熱す
る。したがって、循環流路は、槽の構造とは関係ない加
熱部と第１の熱交換器との間を循環する流路であるた
め、熱交換器を内包して熱媒が収容される槽を開放構造
にすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用してなる液化
ガス蒸発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蒸発装置
の概略構成と動作を示す断面図である。

【００１１】本実施形態の液化ガス蒸発装置は、図１に
示すように、熱源機１、蒸発機３、そして熱源機１と蒸
発機３との間で第１の熱媒４、例えば水などを循環させ
る循環流路５などで構成されている。熱源機１は、循環
流路５を通流する第１の熱媒４の流れに対して上流側か
ら循環流路５に順次設けられた熱媒タンク７、ポンプ
９、そして加熱部１１、さらに制御部１３などを一体的
に筐体に納めたものである。熱媒タンク７は、開放構造
であり、上部に筒状の熱媒補給口部１５が形成され、熱
媒補給口部１５の開口は、蓋１７で覆われている。熱媒
タンク７の底部には管路１９の一端が連結されており、
管路１９の他端は、ポンプ９の吸入口に連結されてい
る。熱媒タンク７の上部には、棒状の２本の長さが異な
る液面センサー２１、２３が、下方に向けて垂下された
状態で取り付けられている。短い方が、熱媒タンク７内
の第１の熱媒４の液面が上限液位に達したことを検出す
る液面センサー２１、そして長い方が、熱媒タンク７内
の第１の熱媒４の液面が下限液位に達したことを検出す
る液面センサー２３となっている。

【００１２】ポンプ９の吐出口には、熱媒管路２５の一
端が連結されており、熱媒管路２５の他端は、加熱部１
１に連結されている。加熱部１１は、燃焼室２７、燃焼
室２７内に設けられたバーナー２９、燃焼室２７内に燃
焼用空気を供給する燃焼用ファン３１、燃焼室２７内の
バーナー２９の上方に設けられ、熱媒管路２５に連通す
る第１の熱媒４の加熱流路３３、そして燃焼室内２７の
燃焼ガスを排気する排気流路３５などで構成されてい
る。また、バーナー２９には、バーナー２９に点火する
ための点火プラグ３７とバーナーの燃焼状態を検出する
フレームロッド３９などが設けられている。本実施形態
の加熱部１１は、気相の液化ガスを燃料としている。こ
のため、バーナー２９には、燃料である気相の液化ガス
を供給するための燃料供給管路４１が連結されている。
燃料供給管路４１の加熱部１１内に配管されている部分
には、ガスの流れに対して上流側から、バーナー２９へ
のガスの通流を制御する元ガス電磁弁４３とガス電磁弁
４５、そしてバーナー２９へ供給されるガス量を調整す
るガバナ付きガス比例弁４７が順次設けられている。加
熱流路３３の外面には、熱伝達効率を向上するためのフ
ィン４９が設けられている。燃焼室２７の外面には、加
熱部１１の過熱を防止するための過熱防止手段５１、例
えば温度ヒューズなどが設けられている。

【００１３】加熱流路３３の熱媒管路２５が連結されて
いる側と反対側の端部には、すなわち第１の熱媒４の出
口部には、熱媒管路５３の一端が連結されている。熱媒
管路５３は、熱源機１から出て、熱源機１と蒸発機３と
の間に配管され、熱媒管路５３の他端は、蒸発機３の槽
５５内の底部に配設された加熱用熱交換器５５に連結さ
れている。熱媒管路５３の加熱流路３３に連結されてい
る側の端部には、例えばバイメタルなどで構成され、所
定温度になると停止信号を発生する空焚き防止スイッチ
５７、そして熱媒管路５３内の加熱された第１の熱媒４
の温度を検出する例えばサーミスタなどからなる熱媒温
度センサ５９などが設けられている。なお、蒸発機３の
加熱用熱交換器５５と熱源機１のタンク７の上部との間
には熱媒管路６１が配設されている。このように熱媒管
路５３は、加熱された第１の熱媒４を熱源機１から蒸発
機３へ導き、熱媒管路６１は、蒸発機１で放熱した第１
の熱媒４を蒸発機３から熱源機１へ導いている。

【００１４】制御部１３は、熱源機１と蒸発機３の動作
の制御、すなわち液化ガス蒸発装置の動作の制御を行う
ものである。制御部１３には、熱源機１の筐体とは別体
に設けられ、液化ガス蒸発装置の運転指令などを行うた
めのコントローラ６３が、配線６５を介して電気的に接
続されている。さらに、制御部１３には、熱源機１内の
ポンプ９、熱媒タンク７に設けられた液面センサー２
１、２３、加熱部１１の燃焼用ファン３１、点火プラグ
３７、フレームロッド３９、及び過熱防止手段５１、燃
料供給管路４１に設けられた元ガス電磁弁４３及びガス
電磁弁４５、そして、熱媒管路５３に設けられた空焚き
防止スイッチ５７及び熱媒温度センサ５９などと各々配
線６７を介して電気的に接続されている。また、本実施
形態の熱源機１は、家庭用の１００Ｖ電源で駆動される
ため、制御部１３は、電源配線６８により１００Ｖ電源
に接続されている。

【００１５】蒸発機３は、第２の熱媒６８、例えば水な
どを収容する開放構造の槽６９、槽６９内の中央部に設
けられて液化ガスが通流する蒸発用熱交換器７１、槽６
９内の低部に設けられて第１の熱媒４が通流する加熱用
熱交換器５５、槽６９内に収容された第２の第２の熱媒
６８の温度を検出するための槽内熱媒温度センサ７５、
槽６９内に収容された第２の熱媒６８の液面位置を検出
して槽６９内の熱媒の液面が所定の液位よりも低くなっ
た場合に熱源機１の電源を切るための液面センサ７７な
どで構成されている。槽６９の底部には排水バルブ７９
を備えた排水管路８１が連通しており、外側側面には、
上から液位計８３、槽６９の温度が異常高温になった場
合に熱源機１の電源を切るための過熱防止スイッチ８
５、そして熱媒温度計８７などが設けられている。液化
ガスが通流する蒸発用熱交換器７１は、例えば螺旋状に
形成された管路などからなり、槽６９内に収容された第
２の熱媒６８に十分に浸かった状態になるように槽６９
内に配設されている。蒸発用熱交換器７１の液化ガスの
入口側、つまり槽６９の上側に位置する側の端部には、
液相の液化ガスが通流する液管路８９が連結されてい
る。蒸発用熱交換器７１の液化ガスの出口側、つまり槽
６９の底側に位置する側の端部には気相の液化ガスが通
流するガス管路９１が連結されている。液管路８９に
は、１次圧力計９３などが、ガス管路９１には、２次圧
力計９５、安全弁９７、ドレン抜きバルブ部９９などが
設けられている。

【００１６】液管路８９は、図示していない液化ガスを
貯蔵しているボンベやタンクなどに連結されている。液
管路８９の蒸発用熱交換器７１に連結されている側の端
部には、サーモバルブ１０１と液流量調整弁１０３が設
けられている。サーモバルブ１０１は、槽６９の上部か
ら下方に垂下して第２の熱媒６８に接触させて設けられ
た感温筒１０５、そして感温筒１０５とサーモバルブ１
０１の図示していない駆動部などとを連結する温度検知
用管路１０７などを有している。感温筒１０５と温度検
知用管路１０７内には、低沸点の液体、例えばエチルエ
ーテルなどが封入されており、図示していない駆動部
は、この液体の膨張及び収縮に応じて駆動し、弁を開閉
する。液流量調整弁１０３は、ガス管路９１の圧力との
圧力差に応じて液管路８９の液相の液化ガスの通流量を
調整するものであり、ガス管路９１内の圧力を液流量調
整弁１０３本体に伝える管路１０９、そして図示してい
ない弁体に連結されたダイヤフラムとこのダイヤフラム
を付勢するばねなどで構成されている。ガス管路９１の
蒸発用熱交換器７１に連結されている側の端部には、気
相の液化ガスの供給圧力を所定の圧力に調整する圧力調
整器１１１が設けられている。

【００１７】第１の熱媒４が通流する加熱用熱交換器５
５は、例えばＵ字形状に形成された１つまたは複数の管
路からなり、伝熱面積を大きくするため管路の外側表面
には複数のフィン１１３が設けられている。加熱用熱交
換器５５の管路の一端は、熱媒管路５３に、他端は、熱
媒管路６１に連通している。略棒状に形成された槽内熱
媒温度センサ７５は、槽６９の上部から下方に向けて第
２の熱媒６８に挿入された状態になるように設置されて
いる。フロート式の液面センサ７７は、槽６９の上部か
ら下方に向けて設置されており、第２の熱媒６８の液面
位置に応じてフロートが上下方向に移動するようになて
いる。なお、槽内熱媒温度センサ７５、液面センサ７
７、過熱防止スイッチ８５などは、配線１１５を介して
熱源機１内に設けられている制御部１３に電気的に接続
されている。また、配線１１５には、警報機１１７が設
けられており、蒸発機３の異常を使用者などに警報音や
警告灯などにより報知する。

【００１８】このような構成の液化ガス蒸発装置の動作
と本発明の特徴部について説明する。なお、図１におい
て、実線の矢印は第１の熱媒４の流れを、破線の矢印
は、液化ガスの流れを示している。また、蒸発機３は、
蒸発用熱交換器７１内を通流する液相の液化ガス、例え
ば液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）な
どを、熱媒の熱により加熱して蒸発、気化させ、気相の
ＬＰＧやＬＮＧを得るものであるため、蒸発機３周囲
は、ガス蒸気危険場所となる。一方、熱源機１は、非危
険場所に設置されている。

【００１９】コントローラー６３により、運転の開始が
指令されると、熱源機１のポンプ９が駆動され、第１の
熱媒４の循環が開始されると共に、加熱部１１のバーナ
ー２９が点火され、第１の熱媒４が加熱される。加熱さ
れた第１の熱媒４は、熱媒管路５３を通流し、蒸発機３
の底部に設けられた加熱用熱交換器５５内に流入する。
加熱用熱交換器５５で、第１の熱媒４と第２の熱媒６８
との間で熱交換が行われ、第１の熱媒４の熱で第２の熱
媒が加熱される。熱を放出した第１の熱媒４は、熱媒管
路６１を通流し、熱源機１の熱媒タンク７に流入する。
蒸発機３の蒸発用熱交換器７１内に液管路８９から流入
した液相の液化ガスは、第２の熱媒６８の熱により加熱
されて気化し、気相の液化ガスとなって、ガス管路９１
を介して、気相の液化ガスを利用する機器や装置類に供
給される。

【００２０】ここで、第１の熱媒４の循環流路５は、熱
媒タンク７、熱媒管路２５、熱媒加熱流路３３、熱媒管
路５３、加熱用熱交換器５５、そして熱媒管路６１のう
ち、熱媒タンク７を除き密閉構造となっている。このた
め、熱媒タンク７よりも第１の熱媒４の流れに対して下
流側であり、熱媒タンク７の下方にあるポンプ９によ
り、第１の熱媒４を熱源機１の加熱部１１と蒸発機３の
槽６９との間で循環させることができる。したがって、
第１の熱媒を循環させることには、蒸発機３の槽６９の
構造は関係ないため、蒸発機３の槽６９は開放構造にな
っている。

【００２１】このように、本実施形態の液化ガス蒸発装
置では、第１の熱媒４を熱源機１の加熱部１１と蒸発機
３の槽６９との間で循環させ、この加熱された第１の熱
媒４の熱で槽６９内に収容された第２の熱媒６８を加熱
している。したがって、循環流路５は、槽６９の構造と
は関係ない、加熱部１１と加熱用熱交換器５５との間を
循環する流路であるため、液化ガスが通流する蒸発用熱
交換器７１を内包し、第２の熱媒６８が収容される槽６
９を開放構造にすることができる。

【００２２】さらに、槽６９を開放構造にできるため、
液化ガス蒸発装置の構成の簡素化や装置コストを低減す
ることができる。加えて、蒸発用熱交換器７１などの取
り外しが容易になり、メンテナンス性を向上できる。

【００２３】さらに、本実施形態の熱源機１は、開放構
造の熱媒タンク７や加熱部１１、ポンプ９などを１つの
筐体に納めたものであるが、このような構成は、家庭用
の暖房機や給湯機の構成と同じである。したがって、量
産されており、コストが比較的安い家庭用暖房機や給湯
機などを熱源機として用い、本願発明を適用した液化ガ
ス蒸発装置を構成すれば蒸発機３の槽６９を開放構造に
できるため、液化ガス蒸発装置のコストを低減すること
ができる。加えて、家庭用暖房機や給湯機などのように
熱媒タンク７や加熱部１１、ポンプ９、制御部１３など
が一体にパッケージングされた熱源機１と蒸発機３とを
組み合わせることにより、配管工事や配線工事を簡素化
することができる。また、電気部品や機器は、熱源機１
内に集約されているため、危険場所に電気機器や部品を
設置しなくて済み、防爆構造の電気部品や機器などを用
いずに液化ガス蒸発装置を構成することもできる。ただ
し、熱源機は、本実施形態のように１体に構成したもの
である必要はなく、熱媒タンク、加熱部、ポンプ、制御
部などを別個に設置した構成とすることもできる。

【００２４】また、本実施形態では、第１及び第２の熱
媒４、７３共に水を例示しているが、第１及び第２の熱
媒４、７３には様々な流体を用いることができる。さら
に、本発明を適用してなる液化ガス蒸発装置では、第１
及び第２の熱媒に各々異なる熱媒を用いることができ
る。例えば、第１の熱媒４には、循環流路５を構成する
材質に応じた防錆剤を含む液体を用い、第２の熱媒に
は、槽６９や加熱用熱交換器５５、７１の材質に応じた
防錆剤を含む液体を用いることが可能になる。加えて、
設置環境などによって、不凍液を用いる必要がある場合
などであっても、循環流路５を通流する第１の熱媒４に
のみ不凍液を用い、第２の熱媒には水を用いるなどし
て、比較的高価な熱媒の使用量を低減することができ
る。このように、第１及び第２の熱媒に分割することで
熱媒の管理が容易になる。

【００２５】また、本実施形態では、加熱部１１は、気
相の液化ガスを燃料として燃焼を行うが、加熱部は、様
々な燃料を用いる構成のものを用いることができ、さら
に、電気ヒータなどを加熱部に用いることもできる。ま
た、本発明は、本実施形態の液化ガス蒸発装置に限ら
ず、槽に収容した熱媒の熱により槽内に配設された熱交
換器の流路を通流する液相の液化ガスを加熱して気化す
る様々な構成の液化ガス蒸発装置に適用できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、液相の液化ガスが通流
する熱交換器を内包して熱媒が収容される槽を開放構造
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用してなる液化ガス蒸発装置の一実
施形態の概略構成と動作を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 熱源機 ３ 蒸発機 ４ 第１の熱媒 ５ 循環流路 １１ 加熱部 ５５ 加熱用熱交換器 ６８ 第２の熱媒 ６９ 槽 ７１ 蒸発用熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎本 正徳 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 矢崎計器株 式会社内 Ｆターム(参考） 3E072 DB01 3K068 AA02 AB23 CA24 4G068 AB02 AC02 AC14 AD21 AE02 AF24 AF31

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の熱媒が循環する循環流路と、前記
   第１の熱媒を加熱する加熱部と、第２の熱媒が収容され
   る槽と、前記循環流路の一部分であって前記槽内に配設
   された第１の熱交換器と、前記槽内に配設されて液化ガ
   スが通流する流路からなる第２の熱交換器とを有する液
   化ガス蒸発装置。
2. 【請求項２】 第１の熱媒を貯留する開放構造の熱媒タ
   ンク及び前記第１の熱媒を送液するポンプを備えて前記
   第１の熱媒が循環する循環流路と、前記第１の熱媒を加
   熱する加熱部と、第２の熱媒が収容される槽と、前記循
   環流路の一部分であって前記槽内に配設された第１の熱
   交換器と、前記槽内に配設されて液化ガスが通流する流
   路からなる第２の熱交換器とを有する液化ガス蒸発装
   置。