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公開番号2021021433
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210218
出願番号2019137695
出願日20190726
発明の名称液化ガス気化器
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人個人,個人,個人
主分類F17C 9/02 20060101AFI20210122BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】空気の凝固温度以下の温度を有する液化ガスであっても、液化ガスを安定して気化させる。
【解決手段】液化ガス気化器10は、液体水素と中間媒体との間で熱交換を行う熱交換器18と、中間媒体と熱媒体との間で熱交換を行い、中間媒体を加温する加温器20と、熱交換器18と加温器20との間で中間媒体を循環させる循環流路14と、熱交換器18で液体水素が蒸発することによって得られた水素ガスと第2中間媒体との間で熱交換を行う第2熱交換器34と、を備える。中間媒体として、ヘリウムガスが使用されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
空気の凝固温度以下の温度を有する液化ガスの気化器であって、
前記液化ガスと中間媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、
中間媒体と熱媒体との間で熱交換を行い、前記中間媒体を加温する加温器と、
前記熱交換器と前記加温器との間で前記中間媒体を循環させる循環流路と、
を備え、
前記中間媒体として、ヘリウムガスが使用されている液化ガス気化器。
続きを表示(約 980 文字)【請求項2】
前記熱交換器を通過した前記液化ガス又は前記熱交換器で前記液化ガスが蒸発することによって得られたガスと、第2中間媒体と、の間で熱交換を行う第2熱交換器をさらに備えている請求項1に記載の液化ガス気化器。
【請求項3】
前記第2中間媒体と第2熱媒体との間で熱交換を行い、前記第2中間媒体を加温する第2加温器と、
前記第2熱交換器と前記第2加温器との間で前記第2中間媒体を循環させる第2循環流路と、をさらに備えている請求項2に記載の液化ガス気化器。
【請求項4】
前記熱交換器において、前記液化ガスは、前記第2中間媒体の凝固点以上の温度になるように前記中間媒体によって加熱される請求項3に記載の液化ガス気化器。
【請求項5】
前記熱交換器において、前記液化ガスは、液化天然ガスの温度以上の温度になるように前記中間媒体によって加熱される請求項2又は3に記載の液化ガス気化器。
【請求項6】
前記加温器と冷熱回収器との間で前記熱媒体を循環させる循環配管をさらに備えている請求項1から5の何れか1項に記載の液化ガス気化器。
【請求項7】
前記第2加温器と冷熱回収器との間で前記第2熱媒体を循環させる第2循環配管をさらに備えている請求項3又は4に記載の液化ガス気化器。
【請求項8】
前記加温器と前記冷熱回収器との間で前記熱媒体を循環させる循環配管をさらに備え、
前記熱媒体と前記第2熱媒体は、同じ種類の流体で構成され、
前記循環配管及び前記第2循環配管には、前記加温器で冷却された熱媒体及び前記第2加温器で冷却された第2熱媒体が流入するタンクが設けられ、
前記タンクに溜められた前記熱媒体及び前記第2熱媒体が前記冷熱回収器に送られる請求項7に記載の液化ガス気化器。
【請求項9】
前記熱交換器の出口側に配置された温度センサと、
前記温度センサの計測温度に基づいて、前記熱交換器における熱交換量をコントロールする制御器と、を備えている請求項2から5、7及び8の何れか1項に記載の液化ガス気化器。
【請求項10】
前記液化ガスは、液体水素である請求項1から9の何れか1項に記載の液化ガス気化器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、液化ガス気化器に関する。
続きを表示(約 4,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、極低温の液化ガスを気化させる気化器が知られているが、この種の気化器には、例えば、特許文献1、2及び3に開示されているように、空気を熱源として液化ガスを気化させる気化器がある。例えば特許文献1には、空気を熱源とする気化器として、空気を循環させる空気循環配管と、空気循環配管に接続された昇温装置と、空気循環配管に接続されたハウジングに収容された蒸発管と、を備えた気化器が開示されている。蒸発管内には液化天然ガス(LNG)が流れ、この液化天然ガスは蒸発管の外側を流通する空気によって加熱されて気化する。特許文献2及び3に開示された気化器も、空気を熱源として液化天然ガスを気化させる点で、特許文献1に開示された気化器と共通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平11−294694号公報
特開2001−182894号公報
特開2003−314794号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1〜3に開示された気化器のように、液化天然ガスを気化させる気化器においては空気を熱源として使用することができる。一方で、液体水素等の液化天然ガスよりも低温の液化ガスのように、空気の凝固温度よりも低い温度を有する液化ガスを気化させる場合においては、空気を熱源として使用すると、空気が凍結する虞がある。したがって、このような低温の液化ガスを気化させる気化器を安定して運転するには、空気を熱源とするのはふさわしくない。
【0005】
本発明の目的は、空気の凝固温度以下の温度を有する液化ガスであっても、液化ガスを安定して気化させることができる気化器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記の目的を達成するため、本発明に係る液化ガス気化器は、空気の凝固温度以下の温度を有する液化ガスの気化器であって、前記液化ガスと中間媒体との間で熱交換を行う熱交換器と、中間媒体と熱媒体との間で熱交換を行い、前記中間媒体を加温する加温器と、前記熱交換器と前記加温器との間で前記中間媒体を循環させる循環流路と、を備えている。前記中間媒体として、ヘリウムガスが使用されている。
【0007】
本発明に係る液化ガス気化器では、中間媒体としてヘリウムガスが使用されており、この中間媒体によって、熱交換器において、空気の凝固温度以下の温度を有する液化ガスを加温する。ヘリウムは−270℃でも凝固しないため、液化ガスが空気の凝固温度以下の温度を有していても、凍結することはない。したがって、本気化器では、液化ガスを安定して気化させる運転を行うことができる。そして、熱交換器において液化ガスによって冷却された中間媒体は、加温器において、熱媒体によって加温され、循環流路において、中間媒体は加温器と熱交換器との間で循環する。このため、中間媒体の温度が、熱交換器において下がったとしても、中間媒体の温度は加温器において戻り、再度熱交換器において液化ガスの加熱に利用することができる。
【0008】
前記液化ガス気化器は、前記熱交換器を通過した前記液化ガス又は前記熱交換器で前記液化ガスが蒸発することによって得られたガスと、第2中間媒体と、の間で熱交換を行う第2熱交換器をさらに備えていてもよい。
【0009】
この態様では、熱交換器で中間媒体によって加熱された液化ガスが第2熱交換器において更に加熱される。言い換えると、液化ガスは、熱交換器においては所望の温度よりも低い温度まで加熱される。このため、熱交換器においては、ヘリウムガスからなる中間媒体による液化ガスの加熱量を減らした状態で、液化ガス気化器の運転を行うことが可能となる。このため、中間媒体が循環する循環流路を小型化でき、その結果、中間媒体の循環流路への封入量を減らすことができる。一方で、第2熱交換器において、液化ガスが更に加熱されるため、所望の温度のガスを得ることができる。
【0010】
前記液化ガス気化器は、前記第2中間媒体と第2熱媒体との間で熱交換を行い、前記第2中間媒体を加温する第2加温器と、前記第2熱交換器と前記第2加温器との間で前記第2中間媒体を循環させる第2循環流路と、をさらに備えていてもよい。
【0011】
この態様では、第2熱交換器において第2熱媒体との熱交換によって温度が下がった第2中間媒体が、第2加温器おいて加熱され、その後、第2循環流路を通して第2熱交換器に戻る。したがって、第2熱交換器において温度が下がった第2中間媒体を再利用することができる。
【0012】
前記熱交換器において、前記液化ガスは、前記第2中間媒体の凝固点以上の温度になるように前記中間媒体によって加熱されてもよい。
【0013】
この態様では、熱交換器において液化ガスが加熱されて、第2中間媒体の凝固点以上の温度を有するガスとなる。したがって、このガスが導入される第2熱交換器において、第2中間媒体が凍結することを防止することができる。
【0014】
前記熱交換器において、前記液化ガスは、液化天然ガスの温度以上の温度になるように前記中間媒体によって加熱されてもよい。
【0015】
この態様では、第2熱交換器において、液化天然ガスの温度以上の温度の液化ガス又はガスが導入される。このため、第2熱交換器は、液化天然ガスを気化させる程度の気化熱量を有する構成であればよい。したがって、第2熱交換器を、液化天然ガスの気化器と同様の構成とすることが可能となるため、第2熱交換器として公知の気化器を使用することが可能となる。
【0016】
前記液化ガス気化器は、前記加温器と冷熱回収器との間で前記熱媒体を循環させる循環配管をさらに備えていてもよい。
【0017】
この態様では、加温器において中間媒体によって冷却された熱媒体を循環配管を通じて冷熱回収器に送ることができる。したがって、液化ガスの冷熱を、冷熱需要先で有効に利用することができる。また、中間媒体を循環させる循環流路を冷熱回収器まで延出させる必要がないため、ヘリウムガスが使用される中間媒体の循環流路への封入量が大きくなってしまうことを防止することができる。
【0018】
前記液化ガス気化器は、前記第2加温器と冷熱回収器との間で前記第2熱媒体を循環させる第2循環配管をさらに備えていてもよい。
【0019】
この態様では、第2加温器において第2中間媒体によって冷却された第2熱媒体を循環配管を通じて冷熱回収器に送ることができる。
【0020】
前記液化ガス気化器は、前記加温器と前記冷熱回収器との間で前記熱媒体を循環させる循環配管をさらに備えてもよい。前記熱媒体と前記第2熱媒体は、同じ種類の流体で構成されてもよい。前記循環配管及び前記第2循環配管には、前記加温器で冷却された熱媒体及び前記第2加温器で冷却された第2熱媒体が流入するタンクが設けられてもよい。この場合、前記タンクに溜められた前記熱媒体及び前記第2熱媒体が前記冷熱回収器に送られてもよい。
【0021】
この態様では、タンクには、循環配管を通して流れてきた熱媒体と、第2循環配管を通して流れてきた第2熱媒体とが溜められる。そして、タンクに溜められた熱媒体及び第2熱媒体が冷熱回収器に送られて、熱媒体及び第2熱媒体の冷熱が利用される。すなわち、冷熱回収器において、熱媒体及び第2熱媒体の冷熱を利用することができる。このため、循環配管に繋がる第1の冷熱回収器と第2循環配管に繋がる第2の冷熱回収器とが相異なる場合と異なり、熱媒体の冷熱量と第1の冷熱回収器における冷熱負荷とマッチングさせ、且つ、第2熱媒体の冷熱量と第2の冷熱回収器における冷熱負荷とをマッチングさせておく、という必要がない。したがって、液化ガス気化器として、汎用性を持たせることができる。
【0022】
前記液化ガス気化器は、前記熱交換器の出口側に配置された温度センサと、前記温度センサの計測温度に基づいて、前記熱交換器における熱交換量をコントロールする制御器と、を備えてもよい。
【0023】
この態様では、熱交換器の出口側における液化ガス又はガスの温度、すなわち、第2熱交換器に導入される液化ガス又はガスの温度を所定の温度レンジにコントロールすることが可能となる。したがって、熱交換器における負荷が過大にならないように液化ガス気化器の運転を行うことができるため、液化ガス気化器の運転動力が過大になることを抑制することが可能となる。
【0024】
前記液化ガスは、液体水素であってもよい。
【発明の効果】
【0025】
以上説明したように、本発明によれば、空気の凝固温度以下の温度を有する液化ガスであっても、液化ガスを安定して気化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
第1実施形態に係る液化ガス気化器を概略的に示す図である。
第2実施形態に係る液化ガス気化器を概略的に示す図である。
第3実施形態に係る液化ガス気化器を概略的に示す図である。
第4実施形態に係る液化ガス気化器を概略的に示す図である。
第5実施形態に係る液化ガス気化器を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
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。
【0028】
(第1実施形態)
第1実施形態に係る液化ガス気化器10は、常温常圧では気体状である液化ガスとしての液体水素を気化させるための気化器である。図1に示すように、液化ガス気化器10は、液体水素タンク12と、循環流路14と、循環配管16と、熱交換器18と、加温器20と、を備えている。液体水素タンク12には、液体水素が貯留されている。
【0029】
液体水素タンク12には、当該タンク12に溜められた液体水素から得られる水素ガスを需要先に送るための供給配管22が接続されている。需要先としては、例えば、水素ガスを燃料として用いるガスタービン等を挙げることができる。
【0030】
循環流路14には、中間媒体が封入されており、中間媒体には、ヘリウムガスが使用されている。
(【0031】以降は省略されています)

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