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公開番号2021101118
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210708
出願番号2019232600
出願日20191224
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 20060101AFI20210611BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】蛇行形状を有する伝熱管を備えた液化ガス気化器においてコスト低減を図る。
【解決手段】液化ガス気化器は、熱源流体が収容されるシェルと、前記シェル内に配置された伝熱管であって、液化ガスの入口及び前記熱源流体との熱交換により前記液化ガスが気化することにより生じるガスの出口を有し、前記入口から前記出口まで蛇行しつつ延びる形状を有する前記伝熱管と、を備えている。前記伝熱管は、直管部とベンド部とが溶接されずに一体的に繋がった少なくとも1つの折り返し部を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
熱源流体が収容されるシェルと、
前記シェル内に配置された伝熱管であって、液化ガスの入口及び前記熱源流体との熱交換により前記液化ガスが気化することにより生じるガスの出口を有し、前記入口から前記出口まで蛇行しつつ延びる形状を有する前記伝熱管と、を備え、
前記伝熱管は、直管部とベンド部とが溶接されずに一体的に繋がった少なくとも1つの折り返し部を含む、液化ガス気化器。
続きを表示(約 890 文字)【請求項2】
前記伝熱管は、1つの前記ベンド部と、1つの前記ベンド部の両端に対して溶接されずに一体的に繋がった一対の前記直管部と、を含む複数のU字管を組み付けることにより、蛇行管を構成している、請求項1に記載の液化ガス気化器。
【請求項3】
前記伝熱管の前記入口又は前記出口に接合されたヘッダ管をさらに備え、
前記伝熱管は、互いに隣接する前記U字管の端部同士を繋ぐ前記ベンド部を有し、
前記U字管と前記ベンド部の接合部は、前記直管部の延出方向において、前記伝熱管と前記ヘッダ管の接合部と同じ側に位置する、請求項2に記載の液化ガス気化器。
【請求項4】
前記伝熱管は、1つの前記ベンド部と、1つの前記ベンド部の一端に対して溶接されずに一体的に繋がった前記直管部と、を含む複数のJ字管を組み付けることにより、蛇行管を構成している、請求項1に記載の液化ガス気化器。
【請求項5】
前記伝熱管は、複数設けられており、
前記直管部の延出方向から見て、隣接する前記伝熱管の前記ベンド部同士が互いに交差する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液化ガス気化器。
【請求項6】
前記直管部を支持する支持板をさらに備え、
前記シェルには、前記熱源流体の入口及び前記熱源流体の出口が設けられており、
前記支持板は、前記入口から前記出口に向かって蛇行する前記熱源流体の流れが形成されるように、前記シェル内に配置されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の液化ガス気化器。
【請求項7】
前記シェルには、前記熱源流体の入口及び前記熱源流体の出口が設けられており、
前記熱源流体を前記シェル内に供給する熱源流体供給管と、
前記シェル内の空間を、前記伝熱管が配置された空間と前記出口に臨む空間とに仕切る板であって、前記熱源流体供給管から供給された前記熱源流体を前記板の上端に向かって案内する整流板と、をさらに備えた、請求項1〜5のいずれか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 5,900 文字)【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に記載されているように、液化天然ガス(LNG;Liquefied Natural Gas)等の低温液化ガスを気化する気化器であって、シェルと当該シェル内に配置された伝熱管とを備えるものが知られている。この液化ガス気化器では、伝熱管内を流れるLNGがシェル内の熱源流体との熱交換を介して気化し、当該伝熱管の出口から天然ガス(NG;Natural Gas)が取り出される。
【0003】
特許文献1に記載された液化ガス気化器は、温水が熱源流体として用いられる温水バス式気化器であり、複数の折り返し部を有する蛇行形状の伝熱管がシェル内に配置されている。そして、この伝熱管では、全ての折り返し部が、U字形状の180°リターンベンドの両端に直管部を溶接することにより構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2001−201279号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載された液化ガス気化器では、伝熱管における各折り返し部が直管部と180°リターンベンドとの溶接により構成されている。このため、伝熱管において多くの溶接箇所が存在し、それにより溶接費や溶接部のレントゲン検査の費用が増加してコスト高を招くという課題がある。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蛇行形状を有する伝熱管を備えた液化ガス気化器においてコスト低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一局面に係る液化ガス気化器は、熱源流体が収容されるシェルと、前記シェル内に配置された伝熱管であって、液化ガスの入口及び前記熱源流体との熱交換により前記液化ガスが気化することにより生じるガスの出口を有し、前記入口から前記出口まで蛇行しつつ延びる形状を有する前記伝熱管と、を備えている。前記伝熱管は、直管部とベンド部とが溶接されずに一体的に繋がった少なくとも1つの折り返し部を含む。
【0008】
この液化ガス気化器では、蛇行形状を有する伝熱管のうち少なくとも1つの折り返し部が、直管部とベンド部とが溶接されずに一体的に繋がった構成となっている。このため、伝熱管における全ての折り返し部が直管部とベンド部との溶接により構成される従来の液化ガス気化器に比べて、伝熱管における溶接箇所の数を減らすことができる。したがって、液化ガス気化器の製造における溶接費を抑えることができると共に、溶接部の検査に要する費用も抑えることができるため、コスト低減を図ることができる。
【0009】
上記液化ガス気化器において、前記伝熱管は、1つの前記ベンド部と、1つの前記ベンド部の両端に対して溶接されずに一体的に繋がった一対の前記直管部と、を含む複数のU字管を組み付けることにより、蛇行管を構成していてもよい。
【0010】
この構成によれば、液化ガス気化器の製造プロセスにおいて、各U字管の開放側の端部を予め設置された支持板に対して一方向から挿入することにより、伝熱管を容易に組み付けることができる。
【0011】
上記液化ガス気化器は、前記伝熱管の前記入口又は前記出口に接合されたヘッダ管をさらに備えていてもよい。前記伝熱管は、互いに隣接する前記U字管の端部同士を繋ぐ前記ベンド部を有していてもよい。前記U字管と前記ベンド部の接合部は、前記直管部の延出方向において、前記伝熱管と前記ヘッダ管の接合部と同じ側に位置していてもよい。
【0012】
この構成によれば、液化ガス気化器における管の接合部(溶接部)の検査を行う際に、伝熱管とヘッダ管の接合部及びU字管とベンド部の接合部の両方を、一方向から検査することができる。このため、伝熱管とヘッダ管の接合部及びU字管とベンド部の接合部が互いに反対側に位置する場合に比べて、接合部の検査に伴う労力を減らすことができる。
【0013】
上記液化ガス気化器において、前記伝熱管は、1つの前記ベンド部と、1つの前記ベンド部の一端に対して溶接されずに一体的に繋がった前記直管部と、を含む複数のJ字管を組み付けることにより、蛇行管を構成していてもよい。
【0014】
この構成によれば、U字管を採用する場合に比べて、伝熱管の組み付け作業における施工性を向上させることができる。
【0015】
上記液化ガス気化器において、前記伝熱管は、複数設けられていてもよい。前記直管部の延出方向から見て、隣接する前記伝熱管の前記ベンド部同士が互いに交差していてもよい。
【0016】
この構成によれば、隣接する伝熱管のベンド部同士が互いに交差しない場合に比べて、伝熱管束の配置スペースをより狭くすることができるため、シェルをより小型化することが可能になる。
【0017】
上記液化ガス気化器は、前記直管部を支持する支持板をさらに備えていてもよい。前記シェルには、前記熱源流体の入口及び前記熱源流体の出口が設けられていてもよい。前記支持板は、前記入口から前記出口に向かって蛇行する前記熱源流体の流れが形成されるように、前記シェル内に配置されていてもよい。
【0018】
上記液化ガス気化器において、前記シェルには、前記熱源流体の入口及び前記熱源流体の出口が設けられていてもよい。上記液化ガス気化器は、前記熱源流体を前記シェル内に供給する熱源流体供給管と、前記シェル内の空間を、前記伝熱管が配置された空間と前記出口に臨む空間とに仕切る板であって、前記熱源流体供給管から供給された前記熱源流体を前記板の上端に向かって案内する整流板と、をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【0019】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、蛇行形状を有する伝熱管を備えた液化ガス気化器においてコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
本発明の実施形態1に係る液化ガス気化器の構成を模式的に示す図である。
上記液化ガス気化器において隣接する伝熱管のベンド部同士が互いに交差する様子を示す図である。
上記液化ガス気化器において奇数列に配置された伝熱管と偶数列に配置された伝熱管との位置関係を示す模式図である。
上記液化ガス気化器の製造プロセスにおけるバッフル板の組付けを説明するための模式図である。
上記液化ガス気化器の製造プロセスにおけるU字管の挿通を説明するための模式図である。
上記液化ガス気化器の製造プロセスにおけるU字管とベンド部との溶接を説明するための模式図である。
上記液化ガス気化器の製造プロセスにおける伝熱管とヘッダ管との溶接を説明するための模式図である。
本発明の実施形態2に係る液化ガス気化器の構成を模式的に示す図である。
本発明の実施形態2に係る液化ガス気化器を長さ方向から見たときの構成を模式的に示す図である。
本発明の実施形態3に係る液化ガス気化器における伝熱管の構成を説明するための模式図である。
本発明のその他実施形態に係る液化ガス気化器を説明するための模式図である。
本発明のその他実施形態に係る液化ガス気化器を説明するための模式図である。
本発明のその他実施形態に係る液化ガス気化器を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る液化ガス気化器を詳細に説明する。
【0022】
(実施形態1)
まず、本発明の実施形態1に係る液化ガス気化器1の構成を、図1に基づいて説明する。液化ガス気化器1は、例えば液化天然ガス(LNG)等の低温液化ガスを、熱源流体である冷水との熱交換により気化する強制対流式気化器である。図1に示すように、液化ガス気化器1は、シェル10と、伝熱管20と、流入ヘッダ管30と、流出ヘッダ管31と、導入管32と、導出管33と、支持板(本実施形態ではバッフル板)40と、スペーサ41と、タイロッド42と、を主に備えている。以下、これらの構成要素についてそれぞれ説明する。
【0023】
シェル10は、熱源流体である冷水が収容されるものであり、水平方向に延びる円筒形状に形成されている。シェル10は、両端が開口する円筒形状のシェル本体13と、シェル本体13の両端開口を塞ぐ円盤形状の第1エンドプレート15及び第2エンドプレート14と、を有している。図1に示すように、シェル本体13の両端にはシェル10の径方向外向きに延びるフランジ部13Aが設けられており、第1エンドプレート15及び第2エンドプレート14はフランジ部13Aに締結されている。なお、メンテナンス時には、第1エンドプレート15や第2エンドプレート14がフランジ部13Aから取り外され、シェル本体13の内部が露出した状態となる。
【0024】
シェル本体13内には、冷水が収容される内部空間ISが設けられている。またシェル本体13の下部のうち長さ方向D1の中央部よりも一方側(第1エンドプレート15側)には、冷水の入口11(導入ポート)が設けられており、シェル本体13の上部のうち長さ方向D1の中央部よりも他方側(第2エンドプレート14側)には、冷水の出口12(導出ポート)が設けられている。なお、シェル本体13における入口11及び出口12の位置やシェル本体13の形状等は特に限定されない。例えば、入口11及び出口12の両方が、シェル本体13の上部に設けられていてもよい。
【0025】
伝熱管20は、例えばステンレスやカーボンスチール等の金属の素材からなり、シェル10内に配置されている。伝熱管20は、液化天然ガスの入口20Aと、冷水との熱交換により液化天然ガスが気化することにより生じる天然ガス(NG)の出口20Bと、を有している。図1に示すように、伝熱管20は、シェル10の長さ方向D1に往復するように入口20Aから出口20Bまで蛇行しつつ延びる形状(蛇行管形状)を有し、複数の折り返し部R0(第1折り返し部R1、第2折り返し部R2、第3折り返し部R3、第4折り返し部R4、第5折り返し部R5)が設けられている。第1折り返し部R1、第3折り返し部R3及び第5折り返し部R5は、長さ方向D1におけるシェル本体13の中央部よりも一方側(第2エンドプレート14側)に位置している。一方、第2折り返し部R2及び第4折り返し部R4は、長さ方向D1におけるシェル本体13の中央部よりも他方側(第1エンドプレート15側)に位置している。
【0026】
伝熱管20は、長さ方向D1に沿って延びる複数(図1では6本)の直管部21と、円弧状に曲がった形状を有する複数(図1では5本)のベンド部22と、を有し、直管部21とベンド部22とが溶接されずに一体的に繋がった少なくとも1つの折り返し部R0を含んでいる。以下、伝熱管20の構成をより詳細に説明する。
【0027】
本実施形態における伝熱管20は、複数のU字管23(第1U字管23A、第2U字管23B及び第3U字管23C)と、互いに隣接するU字管23の端部同士を繋ぐ複数のベンド部22(第1接続ベンド部22A、第2接続ベンド部22B)と、を有し、これらを互いに組み付けることにより蛇行管を構成している。各U字管23は、1つのベンド部22と、当該1つのベンド部22の両端に対して溶接されずに一体的に繋がった一対の直管部21と、を含んでいる。つまり、各U字管23は、1本の直管を延出方向の略中央部において180°折り返すように曲げたものである。
【0028】
図1に示すように、第1U字管23Aは長さ方向D1に沿ってシェル本体13内の底面近傍に配置されており、第2U字管23Bはシェル本体13内において第1U字管23Aと平行に且つ第1U字管23Aの上側に配置されており、第3U字管23Cはシェル本体13内において第2U字管23Bと平行に且つ第2U字管23Bの上側に配置されている。第1U字管23Aの下側端部には、液化天然ガスの入口20Aが設けられている。第1U字管23Aの上側端部と第2U字管23Bの下側端部とは、第1接続ベンド部22Aにより繋がっている。第2U字管23Bの上側端部と第3U字管23Cの下側端部とは、第2接続ベンド部22Bにより繋がっている。第3U字管23Cの上側端部には、NGの出口20Bが設けられている。第1接続ベンド部22Aは、第1U字管23Aの上側端部及び第2U字管23Bの下側端部に対して突合せ溶接により接合されている。第2接続ベンド部22Bは、第2U字管23Bの上側端部及び第3U字管23Cの下側端部に対して突合せ溶接により接合されている。図1中において、U字管23と接続ベンド部との接合部(溶接部)が符号W1により示されている。
【0029】
上記構成により、伝熱管20において、液化天然ガスが第1U字管23A、第1接続ベンド部22A、第2U字管23B、第2接続ベンド部22B、第3U字管23Cの順に流れるパスが形成されている。本実施形態において、直管部21とベンド部22とが溶接されずに一体的に繋がった折り返し部R0は、第1〜第3U字管23A〜23Cの各底部(第1折り返し部R1、第3折り返し部R3、第5折り返し部R5)である。
【0030】
図2は、液化ガス気化器1を直管部21の延出方向(シェル10の長さ方向D1)から見たときの伝熱管20の配置を模式的に示している。図2中の符号D3は、シェル10の径方向(長さ方向D1及び高さ方向D2に垂直な方向、図1の紙面奥行き方向)を示している。また図2中において、直管部21が丸印で示され、ベンド部22が矢印で示されている。
(【0031】以降は省略されています)

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