JPH05306890A

JPH05306890A - ベーパライザ

Info

Publication number: JPH05306890A
Application number: JP11259292A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Oki; 和広大木
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1992-05-01
Filing date: 1992-05-01
Publication date: 1993-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ランニングコストの低減可能な大気温式ベー
パライザにおいて、熱交換率を向上するとともに、小さ
なスペースであっても伝熱面積を大きく確保して装置の
小型化を可能とし、気化器の霜発生を防止して連続運転
を可能にする。【構成】ＬＰＧ液入口側から、気化圧力調整弁２０
と、気化器の気化コイル２１と、圧力調整器２２とが配
置された大気温式ベーパライザにおいて、気化コイル２
１を、セル２３内の熱媒水２４内に浸せきし、セル２３
内の、気化コイル２１の下方に管状体２５を設け、管状
体２５には、複数の大気吹き出し口２６が上方に向けて
開口してあり、管状体２５を、熱媒水２４内に大気を吹
き出すブロア２７に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロパンガスを主成分
とする液化石油ガス（以下、ＬＰＧという）等の液化ガ
ス液を、蒸発器により大気と熱交換して気化させるのに
好適なベーパライザに関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、ＬＰＧガス蒸発器を例として説明
する。従来、ＬＰＧを大量に消費する工場等において、
ＬＰＧ液を蒸発器によって気化し、工業用等の燃料とし
て供給するため、水を電気ヒータで７０°Ｃから８０°
Ｃまでに加熱し、その温水にＬＰＧ液を熱交換させて気
化する電気温水方式がある。

【０００３】また、図２のような、大気温とＬＰＧ液と
の温度差を利用してＬＰＧ液を気化させる大気温方式も
開発されており、同図において、ＬＰＧ液が貯留された
容器または貯槽１は、液遮断弁２および気化圧力調整弁
３を介して気化コイル４の入口側に通じている。気化コ
イル４の出口側はドレンキャッチャー５に接続され、な
お、ドレンキャッチャー５には、破損防止等のため、安
全弁６が付設されている。ドレンキャッチャー５の出口
側には、スーパーヒートコイル７と、さらにその下流側
に気化されたＬＰＧを一時的に充満するクッションチャ
ンバー８とが接続され、放出されるＬＰＧの圧力制御の
ための圧力調整器９を介してガス出口側に通じている。
気化コイル４の下方には電動式のファン１０が配置さ
れ、ファン１０は制御盤１１を介して電源に接続されて
いる。制御盤１１は、また、前記の液遮断弁２にも接続
されている。

【０００４】上記構成において、容器１から供給された
ＬＰＧ液は、気化圧力調整弁３によって、例えば１ｋｇ
／ｃｍ²等に減圧され、ＬＰＧ液は断熱的に気化して約
−２５°Ｃ等のミスト状ＬＰＧとなり、気化コイル４に
送られる。気化コイル４では、ミスト状ＬＰＧが、ファ
ン１０から吹き付けられた大気と熱交換し、強制気化さ
れる。気化されたＬＰＧはドレンキャッチャー５を経
て、スーパーヒートコイル７で完全気化され、圧力調整
器９によって減圧されてガス出口側に供給される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気温水方式に
おいては、水の加熱のための電力が多く要求され、ラン
ニングコストが高くなり、その低減を図る必要があっ
た。

【０００６】大気温方式ではＬＰＧ液と熱交換する水を
加熱するための電力を省略でき、電気温水方式の１／２
０程度まで、ランニングコストが低減されるが、同方式
では、熱交換のための伝熱面積が大きくなり、そのため
のスペース確保のため、装置が大型化せざるを得ず、さ
らに、気化コイルが大気に暴露されたままなので、機器
を連続的に運転させると、ＬＰＧ液との温度差から、コ
イル表面に霜が発生、付着し、シールドになって熱交換
できず、システムダウンするおそれもあった。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、大気温式ベーパライザを改良ししてランニングコス
トを低減するとともに小さなスペースにあっても所要の
伝熱面積を確保できもって装置の小型化を可能にし、さ
らに霜の発生、およびそれによるシステムダウンを防止
して装置の連続運転を可能にすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決のための
知見として、上記課題の原因は、大気自体を熱交換のた
めの媒体とし、大気を単に吹き付けるのみの熱交換方式
として、その構造による熱交換率の低下を考慮していな
い点にあり、さらにそれに派生して、気化コイルが大気
に露出する構造にも問題があるとの結論に到達した。

【０００９】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、すなわち本発明は、基本的には、ガス液が通過す
る気化器の気化コイルを熱媒水内に浸せきさせてなり、
前記熱媒水を熱源により加熱させ、前記ガス液と前記熱
媒水とを熱交換させて前記ガス液を気化するベーパライ
ザにおいて、前記熱媒水内に大気を吹き出させるブロア
を備えたことを特徴とする。

【００１０】より具体的には、本発明は、セル内に充填
された熱媒水内に、ガス液が通過する気化器の気化コイ
ルを浸せきするとともに、セル内における気化コイルの
下方に管状体を配置させ、該管状体に熱媒水内へ大気を
吹き出すブロアを接続するとともに前記管状体に複数の
大気吹き出し口を開口してなり、前記気化コイルの上流
側に、前記ガス液の状態変化のための気化圧力調整弁を
介在するとともに、前記気化コイルの下流側に、気化さ
れたガスの圧力制御用の圧力調整器を介在させてなるこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成において、ガス液は気化圧力調整弁に
て減圧されて断熱的に気化し、例えば約−２５°Ｃ等の
低温のミスト状ガスになり、気化器へ送られる。一方、
セル内においては、ブロアによって大気吹き出し口から
熱媒水内に大気が気泡状で吹き出されており、大気と熱
媒水とが熱交換するので、熱媒水の温度、ひいては気化
コイルの温度は吹き出される大気の温度に近似する。こ
のような状態で、気化コイルに送られた前記のミスト状
ガスは、直接には熱媒水と熱交換し、すなわち熱媒水を
媒介として大気と熱交換することにより完全にガス化し
て圧力調整器へ送られ、圧力調整器で所定の圧力とされ
てガス出口側に供給される。

【００１２】熱媒水内に大気が気泡状で吹き出されるた
め、熱媒水が気泡で撹拌されることになり、熱媒水が流
動する。従って従来のような大気のみを吹き付ける場合
に比べて熱伝達率が高くなる。そのため、ミスト状ガス
の熱交換率も高まる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１を参照して
説明する。なお、本実施例は上記と同様にＬＰＧのガス
気化のためのものとされている。

【００１４】図１は本実施例の全体系統を示し、同図に
おいて、ＬＰＧ液入口側から、気化圧力調整弁２０と、
気化器の気化コイル２１と、圧力調整器２２とが順に配
置してなり、ＬＰＧ出口側に通じている。

【００１５】気化コイル２１は、セル２３内の不凍性熱
媒水２４内に浸せきされている。セル２３内において
は、また、気化コイル２１の下方の管状体２５に形成さ
れた複数の大気吹き出し口２６が、上方に向けて開口し
ており、管状体２５は、ブロア２７に接続されている。
なお、本実施例においては、管状体２５は、セル２３の
外側における２５ａの部分にて、不凍性熱媒水２４の水
面より上まで突出する、わん曲形状とされている。

【００１６】上記構成において、入口側から導入された
ＬＰＧ液は、気化圧力調整弁２０によって減圧され、−
２５°Ｃのミスト状ＬＰＧとなり、気化コイル２１へ流
動する。また、ブロア２７を作動させると、大気吹き出
し口２６から大気が気泡２８となって、熱媒水２４の全
体にわたり吹き出され、また、熱媒水２４は気泡２８の
噴出によって撹拌され、セル２３内を流動する。熱媒水
２４は大気と熱交換し、熱媒水２４の温度は大気温に近
似する。従って気化コイル２１もまた、それに近い温度
になる。なお、ブロア２７の停止時においては、管状体
２５にわん曲部分２５ａが形成されているため、ブロア
２７の内部まで熱媒水２４が逆流することはない。

【００１７】このような気化コイル２１内に、上記のよ
うにして生じたミスト状ＬＰＧが導入されると、ミスト
状ＬＰＧは、コイル２１を介して熱媒水２４と熱交換
し、完全にガス化して圧力調整器２２に送られる。圧力
調整器２２では、ＬＰＧを供給圧力に応じて減圧し、所
定圧力のＬＰＧが出口側へ供給される。

【００１８】熱媒水２４は、ミスト状ＬＰＧの低温性に
も凍結しない、不凍液とする必要がある。

【００１９】従来の技術に示した大気温方式において
は、一般に大気温とＬＰＧとの温度差が小さいため、良
好な熱交換効率を得るためには、気化コイルにおける伝
熱面積を大きくする必要があった。

【００２０】すなわち、従来の技術の他の例である電気
温水方式（以下、単に電気温水方式という）の温水およ
びＬＰＧの温度差と比べると、電気温水方式では温水の
温度を図３（Ａ）の曲線ａ₁に示すように８０°Ｃと
し、ＬＰＧの温度を、図３（Ａ）の曲線ａ₂に示すよう
に、気化前において−３０°Ｃであって気化後に−５°
Ｃとなるものとすると、温度差Δｔは、次式（１）で示
すように９７°Ｃになる。

【００２１】

【数１】

【００２２】一方、大気温方式では、大気温を図３
（Ｂ）の曲線ｂ₁に示すように０°Ｃとし、ＬＰＧの温
度を、図３（Ｂ）の曲線ｂ₂に示すように、気化前にお
いて−３０°Ｃであって気化後に−５°Ｃとなるものす
ると、温度差Δｔ′は、次式（２）で示すように８°Ｃ
になる。

【００２３】

【数２】

【００２４】このように、Δｔ′は、Δｔの約１／１２
となり、従って、大気温方式においては、ＬＰＧ液の熱
交換率が低くなり、また大気自体も熱伝導率が低く、総
じて熱交換効率が低下する。

【００２５】さらに従来の大気温方式の構造では気化コ
イルに大気を一過的に吹き付けるのみなので、大気の気
化コイルに接触する時間が短くなる等、構造的にも熱伝
達率が低くなり、熱交換効率が低下する。

【００２６】熱交換効率低下の補償のための伝熱面積の
増加について、一試算によると、装置のＬＰＧ液の気化
能力を１００ｋｇ／ｈと仮定した場合、電気温水方式に
おいて伝熱面積が１．１ｍ²とされるのに対し、従来の
大気温方式においては２４ｍ²の伝熱面積が要求され、
すなわち電気温水方式の約２２倍の伝熱面積が必要とな
る。なお大気温方式の約２２倍の伝熱面積増加のうち、
１２倍の増加については温度差Δｔ′の低数値に起因
し、残りの１．８倍の増加については大気と気化コイル
との熱伝達率が低いことに起因すると考えられる。従来
の大気温方式では、気化コイルが大気に暴露されている
ため、前記のように伝熱面積を大きくするには、気化コ
イルの占めるスペースを大きくせざるを得なくなる。さ
らに上記のように、気化コイル表面における霜の付着に
よる、システムダウンも憂慮される。

【００２７】それに対し、本実施例においては、まず、
基本的に大気温方式を採用しているため、電気温水方式
に比べてランニングコストが低減される。また、本実施
例においては、単なる大気温方式ではなく、すなわち気
化コイル２１が熱媒水２４に浸せきされ、熱媒水２４内
へ、大気は複数の大気吹き出し口２６から気泡２８とし
て導入されるので、熱媒水２４は気泡２８によって撹拌
され、セル２３内を流動する。そのため、熱媒水２４全
体の熱伝達率が高くなり、熱交換率も向上する。同時
に、大気が気泡２８の形状となっているため、気泡２
８、ひいては大気の表面積の総量が大きくなるので小さ
なスペースであっても、伝熱面積を大きくすることがで
き、装置の小型化も可能になる。さらに、気化コイル２
１は不凍性熱媒水２４に浸せきされているため、コイル
表面に霜が付着する余地はなく、霜によるシステムダウ
ンが免れ、装置の連続運転が可能になる。

【００２８】なお、上記実施例では、ＬＰＧガスを蒸発
器を例として説明したが、本発明はそれに限定されるも
のではなく、他の液化ガス蒸発器にも適用できることは
論をまたない。また、上記実施例では、ブロア２７の停
止時における熱媒水２４のブロア２７への逆流防止手段
として、管状体２５にわん曲部分２５ａを形成している
が、本発明はそれに限定されるものではなく、例えばブ
ロア２７自体を熱媒水２４の水面より上に配置する等、
他の前記逆流防止のための構成としてもよい。

【００２９】さらに、上記実施例の構成のほか、例えば
スーパーヒートコイルを付設する等、種々設計変更が可
能であるとともに、本発明を大気の代りに廃熱等を導入
する、廃熱熱源型のベーパライザに転換すること等も容
易に可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、熱媒水
を媒介とする大気温式ベーパライザが提供され、もって
ガス気化のためのランニングコストを低減しつつ、同時
にガス気化のための熱交換率を向上できる。また、小さ
なスペースにあっても大きな伝熱面積を確保でき、装置
の小型化が可能となる。さらに気化器に霜が発生せずに
システムダウンが防止されるので、装置の連続運転が可
能になる等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成、系統を示す線図であ
る。

【図２】従来の大気温式ガス蒸発器の一例の構成、系統
を示す線図である。

【図３】従来の技術の気化器における、ガス気化前後の
温度差を説明するためのグラフであり、図３（Ａ）は電
気温水方式の場合を示し、図３（Ｂ）は大気温方式の場
合を示すグラフである。

【符号の説明】

２０気化圧力調整弁２１気化コイル２２圧力調整器２３セル２４熱媒水２５管状体２６大気吹き出し口２７ブロア２８気泡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス液が通過する気化器の気化コイルを
熱媒水内に浸せきさせてなり、前記熱媒水を熱源により
加熱させ、前記ガス液と前記熱媒水とを熱交換させて前
記ガス液を気化するベーパライザにおいて、前記熱媒水
内に大気を吹き出させるブロアを備えたことを特徴とす
るベーパライザ。
【請求項２】セル内に充填された熱媒水内に、ガス液
が通過する気化器の気化コイルを浸せきするとともに、
セル内における気化コイルの下方に管状体を配置させ、
該管状体に熱媒水内へ大気を吹き出すブロアを接続する
とともに前記管状体に複数の大気吹き出し口を開口して
なり、前記気化コイルの上流側に、前記ガス液の状態変
化のための気化圧力調整弁を介在するとともに、前記気
化コイルの下流側に、気化されたガスの圧力制御用の圧
力調整器を介在させてなることを特徴とする大気温式ベ
ーパライザ。