JPH05312300A - 低温液体の気化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 海水をはじめとする加温媒体の温度や流量を
増大することなく、良好な伝熱性能を維持しながら、内
伝熱管内の着氷を抑制もしくは防止する。 【構成】 海水が流される内伝熱管１６と外伝熱管３６
とが二重に配される蒸発室４６内にＬＮＧが導入される
気化装置。上記外伝熱管３６と第３管板３０上面との接
合部から外伝熱管３６の途中部分まで延びる外側管５２
を外伝熱管３６の周囲に配し、この外側管５２の下端５
２ａを第３管板３０の上面に接合し、上端５２ｂを自由
端とする。外側管５２と外伝熱管３６との隙間５６に蓋
５４を昇降可能に挿入し、この蓋５４で上記隙間５６内
を密封する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、海水、河川水等を加温
媒体として用い、液化天然ガス（以下、ＬＮＧと称す
る。）、液体窒素、液体酸素等の低温液体を気化させる
ための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような低温液体の気化装置
としては、特開平３−２３９８９７号公報に示されるよ
うに、内伝熱管と外伝熱管の二重管構造を有するものが
知られている。この装置の一例を図９に示す。

【０００３】この装置は、上下に延びる外胴１０を備
え、この外胴１０内の上下に第１管板１２及び第２管板
１４が水平方向に配されており、両管板１２，１４に、
上下に延びる複数本の内伝熱管１６の上下両端部が固定
されている。外胴１０内で上記第１管板１２よりも下方
の空間１８に臨む位置には、この外胴１０の内外を連通
する海水導入管２０が設けられ、この海水導入管２０の
直下流側には、上記海水中のゴミを除去するためのスト
レーナー２２が設けられている。これに対し、外胴１０
において上記第２管板１４よりも上方の空間２３には、
海水排出管２４が設けられている。

【０００４】なお、図１において、２６は海水排出弁、
２８は内部点検用の開孔部である。

【０００５】上記第１管板１２と第２管板１４との間の
空間には、第３管板３０及び第４管板３４が配設されて
いる。両管板３０，３４は胴１０の内周面に固定され、
外側容器内を上下に区画している。

【０００６】上記第３管板３０及び第４管板３４には、
上下方向に延びる複数の外伝熱管３６の上下両端部が固
定されている。この外伝熱管３６は、上記内伝熱管１６
よりも一回り大きい断面形状を有し、各内伝熱管１６の
周囲に配されており、図１１に示すように、外伝熱管３
６の端部が第３管板３０（他方の端部は第４管板３４）
を貫通する状態で、この第３管板３０（第４管板３４）
にろう付け、溶接等で固定されている。そして、この外
伝熱管３６と内伝熱管１６の外面との間に天然ガス（以
下、ＮＧと称する。）通路３７が形成されている。

【０００７】図１０に示すように、上記第４管板３４に
はこれを上下に貫通する多数の連通穴４０が設けられ、
これらの連通穴４０によって、第４管板３４と第２管板
１４との間に形成された折り返し室３８と、第３管板３
０と第４管板３４との間に形成された蒸発室４６とが連
通されている。図９に示すように、蒸発室４６の下部に
は、この蒸発室４６内に液化天然ガスを導入するための
ＬＮＧ入口管４２が設けられ、第３管板３０と第１管板
１２との間に形成された加温室４８の下部には、この加
温室４８からＮＧを導出するためのＮＧ排出管（取出し
部）４４が設けられている。また、上記蒸発室４６及び
加温室４８には、水平方向に延びる複数の邪魔板５０が
設けられ、これによって各空間４６，４８内に蛇行通路
が形成されている。

【０００８】この装置の作動時には、海水導入管２０か
ら外胴１０内に加温媒体である海水が圧送され、内伝熱
管１６を通して海水排出管２４から排出される。

【０００９】一方、ＬＮＧ入口管４２からは低温（ここ
では約−１６０°Ｃ）のＬＮＧが導入され、このＬＮＧ
は、蒸発室４６内に形成された蛇行通路を通るうちに上
記内伝熱管１６内を流れる海水とＮＧ通路３７を介して
熱交換し、これによって気化され、ＮＧとなる。このＮ
Ｇは、第４管板３４の連通孔４０から折り返し室３８内
に導入された後、内外伝熱管１６，３６間のＮＧ通路３
７内を下降しながら蒸発室４６内のＬＮＧを加熱する。
このため、このＮＧ通路３７内を通るＮＧは一旦冷却さ
れるが、その後、加温室４８内に導入されて再び昇温
し、ＮＧ排出管４４から排出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記装置では、蒸発室
４６の下部からその内部に低温のＬＮＧが導入される
が、このとき、外伝熱管３６の表面温度はＬＮＧの沸騰
開始温度よりも一般に高いので、ＬＮＧ自体の温度が低
くてもＬＮＧは外伝熱管３６の表面で直ちに沸騰する。
この沸騰開始温度は運転圧によって異なるが、30kg/cm²
の圧力下では−90℃前後となる。

【００１１】一方、ＮＧ通路３７間を流れるＮＧは、メ
タン、エタン、プロパン等の混合物であり、上記沸騰開
始温度よりも高い温度で凝縮を開始する。例えば、30kg
/cm²の圧力下では−25℃前後で既に凝縮を開始する。

【００１２】従って、上記装置においては、外伝熱管３
６の外側で沸騰、内側で凝縮が発生する。このような沸
騰及び凝縮による熱伝達は非常に大きなものであるた
め、特に蒸発室４６の下部においては、ＮＧ通路３７内
を流れるＮＧが急激に冷却されることになる。ここで、
内伝熱管１６内を流れる海水の温度が高い場合や、海水
流量が多い場合には、内伝熱管１６の内壁温度が海水の
着氷温度（約−２℃）よりも高い温度に保持されことに
より着氷が防がれるが、海水温度が低くて流量が小さい
場合には、着氷を起こすことになる。

【００１３】図１２は上記装置の運転状態の一例を示し
たものである。このグラフに示すように、上記沸騰熱伝
達及び凝縮熱伝達により、第３管板３０付近における
ＬＮＧ／ＮＧ温度が非常に低くなり、内伝熱管１６の
内壁温度は着氷温度以下に下がっており、従ってこの例
では内伝熱管１６内に着氷が生じている。このグラフに
示す程度の着氷では、この着氷によって装置の運転に支
障を来すことはないが、この状態から海水温度や流量が
さらに変動した場合、例えば冬場において海水温度が著
しく低下した場合には、上記着氷がさらに進行して運転
を困難にするおそれがある。

【００１４】また近年は、上記装置のコンパクト化を図
るため、装置の伝熱性能は良好に維持しながら伝熱管１
６，３６等の伝熱面積を削減する試みがなされている。
これを実現する手段としては、内外伝熱管１６，３６間
の距離を縮め（すなわちＮＧ通路３７の径方向寸法を削
減し）てＮＧ通路３７内のＮＧの流速を高め、このＮＧ
通路３７における熱伝達率を高めることが有効である
が、このような構造にすると、蒸発室４６の下部におけ
る内外伝熱管１６，３６間の熱伝達率が高められること
により、この領域での内伝熱管１６内の温度が図１２に
示す温度をさらに下回り、着氷が促進されて運転が困難
となる不都合が発生する。この不都合を回避するには、
ｉ）海水温度を上げる、ii）海水量を増加させる、とい
った手段が有効であるが、ｉ）の手段では、海水を加熱
するための設備、もしくは他の装置の温排水を気化装置
側へ導入するための切換弁や配管等が必要となり、設置
コストが増大する不都合がある。また ii）の手段も、
海水を圧送するためのポンプ動力が増大し、ランニング
コストが上昇する不都合がある。

【００１５】本発明は、このような事情に鑑み、海水を
はじめとする加温媒体の温度や流量を増大することな
く、良好な伝熱性能を維持しながら、内伝熱管内の着氷
を抑制し、さらには装置のコンパクト化を図ることがで
きる低温液体の気化装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、外側容器と、
この外側容器に両端部が固定され、内部に加温媒体が流
される内伝熱管と、この内伝熱管よりも小さな軸長を有
し、内伝熱管の径方向外側に配され、この内伝熱管の外
面との間にガス通路を形成する外伝熱管と、この外伝熱
管において上記内伝熱管の加温媒体入口に近い側の端部
が固定され、外側容器内を上記外伝熱管の外側に形成さ
れた蒸発室と上記外伝熱管内に連通する加温室とに区画
する第１区画部材と、上記外伝熱管において内伝熱管の
加温媒体出口に近い側の端部が固定され、外側容器内を
上記蒸発室と外伝熱管内に連通する折り返し室とに区画
する第２区画部材と、上記蒸発室と折り返し室とを連通
する連通路と、上記外側容器の外部から上記蒸発室内の
下部に低温液体を導入するための導入部と、上記加温室
内のガスを外側容器外部に取出すための取出し部とを備
えるとともに、上記第１区画部材から外伝熱管の途中部
分に至るまでの領域に、この外伝熱管を径方向外側から
覆う断熱材を設けたものである（請求項１）。

【００１７】ここで、上記断熱材としては、上記外伝熱
管の径方向外側にこの外伝熱管の外面と隙間をおいて配
され、一方の端部が第１区画部材において蒸発室に臨む
面に接合され、他方の端部と上記外伝熱管との間に隙間
がおかれた外側管と、この外側管の内面と外伝熱管の外
面との間に両管の軸方向に移動可能に挿入され、両管の
隙間を密封する蓋とを備えたものや（請求項２）、上記
外伝熱管の径方向外側にこの外伝熱管の外面と隙間をお
いて配され、上記第１区画部材を貫通する状態でこの第
１区画部材に固定された外側管と、この外側管において
蒸発室に臨む側の端部の内側に固定され、外伝熱管の外
周面に密接するシール部材とを備えたもの（請求項３）
等が好適である。

【００１８】

【作用】上記装置によれば、蒸発室内に導入された低温
液体は、内伝熱管内及びガス通路内を流れる流体との熱
交換で加温され、沸騰し、蒸発室内を上昇した後、連通
路及び折り返し室を通じてガス通路内に導入される。こ
の蒸発ガスは、ガス通路を下降した後、加温室で加温さ
れ、取り出し通路から装置外部へ導出される。

【００１９】このとき蒸発室内では、導入される低温液
体の沸騰で特に冷え易い外伝熱管下部が断熱材で覆われ
ているので、この領域における内伝熱管内の温度も高く
保持され、これにより内伝熱管内での着氷が抑制され、
または完全に防止される。なお、上記断熱材の設置によ
り熱交換が抑制されるため、従来に比して蒸発室内の流
体と内外伝熱管内の流体との伝熱性能が劣るように一見
見受けられるが、従来装置では上記断熱材がないために
着氷が生じ、その氷の層が断熱層となって熱伝達を阻害
しているので、この着氷領域と同等の領域に断熱材を配
しても、伝熱性能が従来装置よりも劣ることはなく、場
合によっては逆に伝熱性能を向上させることも可能とな
る。しかも、外伝熱管において第２区画部材に近い側の
部分は断熱材で覆われていないので、この領域では伝熱
管内外で良好な熱交換が行われることにより、蒸発室内
の蒸発ガスは良好に加温される。

【００２０】より具体的に、請求項２記載の装置によれ
ば、外伝熱管の外面と外側管との間に、蓋で密封された
ガス層が形成され、このガス層によって熱の移動が阻ま
れる。しかも、上記ガス層の圧力を受けて上記蓋が移動
し、ガス層の体積を変化させるため、このガス層内の圧
力が異常に上昇することが防がれる。また、外側管は外
伝熱管に対して自由となっているので、両管の間に大き
な温度差があっても、熱応力はほとんど生じない。

【００２１】また、請求項３記載の装置によれば、蒸発
室内に臨む外側管の端部と外伝熱管の外周面との間がシ
ール部材で塞がれる一方、外側管の他方の端部は加温室
側に開口し、これと連通しているので、外側管と外伝熱
管との隙間内の圧力は加温室内の圧力と等しくなる。し
かも、外側管と外伝熱管とは互いに固定されていないの
で、両管の間に大きな温度差が生じても、両管に大きな
熱応力は発生しない。

【００２２】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜４を併せて参照
しながら説明する。

【００２３】この実施例における気化装置の基本的な構
成は、前記図９，１０に示したＬＮＧの気化装置と全く
同様である。すなわち、この装置は、上下に延びる外胴
１０内の上下に水平な第１管板１２及び第２管板１４を
有し、これらによって本発明における外側容器が形成さ
れており、両管板１２，１４には、上下に延びる複数本
の内伝熱管１６の上下両端部が固定されている。外胴１
０において上記第１管板１２の下方の空間１８に臨む位
置には、この外胴１０の内外を連通する海水導入管２０
が設けられ、この海水導入管２０の直下流側にストレー
ナー２２が設けられており、上記第２管板１４よりも上
方の空間２３に海水排出管２４が設けられている。

【００２４】上記第１管板１２と第２管板１４との間の
空間には、本発明における第１区画部材である第３管板
３０と、本発明における第２区画部材である第４管板３
４とが設けられ、両管板３０，３４の間に蒸発室４６
が、第４管板３４の上方に折り返し室３８が、第３管板
３０の下方に加温室４８がそれぞれ形成されている。各
内伝熱管１６の周囲には、上下方向に延び、内伝熱管１
６の軸長よりも短い複数の外伝熱管３６が配され、その
上下両端部が第３管板３０及び第４管板３４を貫通する
状態でこれらにろう付け、溶接等で固定されており、内
外伝熱管１６，３６の間に、本発明におけるガス通路で
あるＮＧ通路３７が形成されている。

【００２５】図１０に示すように、上記蒸発室４６と折
り返し室３８とは、第４管板３４に設けられた多数の連
通孔（本発明における連通路）４０を介して連通されて
おり、蒸発室４６の下部にＬＮＧ入口管（導入部）４２
が、加温室４８の下部にＮＧ排出管（取出し部）４４が
それぞれ接続されている。また、蒸発室４６内及び加温
室４８内には、水平方向に延びる複数の邪魔板５０によ
って蛇行通路が形成されている。

【００２６】さらに、この装置の特徴として、蒸発室４
６内に臨む外伝熱管３６のほぼ下半部の周囲に、図１に
示すような外側管５２が設けられている。この外側管５
２は、外伝熱管３６と同様にステンレス鋼等で形成さ
れ、その下端５２ａが第３管板３０の上面にろう付け、
溶接等によってガス連通不能な状態で接合されている。
この外側管５２の上端５２ｂは外伝熱管３６の中腹部に
至り、ここで径方向内側に折り曲げられており、その端
面と外伝熱管３６の外周面との間に僅かな隙間がおかれ
ている。

【００２７】外伝熱管３６の外周面と外側管５２の内周
面との間には、両面に密着するようにしてリング状の蓋
５４が昇降可能に設けられている。この蓋５４は、低温
に耐え、シール性の高い材質を有しており、具体的に
は、テトラフルオロエチレンをはじめとする低温用プラ
スチック等が好適となっている。この蓋５４により、両
管３６，５２の隙間５６内にガスが密封され、この隙間
５６にガス層が形成されている。

【００２８】ここで、上記外側管上端５２ｂの折曲げ
は、蓋５４の抜けを防ぐためのものであり、従って、こ
のような折曲げを行う代わりに、外側管上端５２ｂに止
め金具を装着するようにしてもよい。

【００２９】なお、上記外側管５２の装着領域について
は、後に詳述する。

【００３０】次に、この装置の作用を説明する。

【００３１】外胴１０の下部には、海水導入管２０から
加温媒体である海水が圧送され、内伝熱管１６を通して
海水排出管２４から排出される。

【００３２】一方、ＬＮＧ入口管４２からは低温（ここ
では約−１６０°Ｃ）のＬＮＧが導入され、このＬＮＧ
は、蒸発室４６内の蛇行通路を通りながら内伝熱管１６
内の海水とＮＧ通路３７を介して熱交換して気化され、
ＮＧとなり、第４管板３４の連通孔４０から折り返し室
３８内に導入される。このＮＧは、内伝熱管１６と外伝
熱管３６との間のＮＧ通路３７を下降し、この下降中に
蒸発室４６内のＬＮＧ／ＮＧ混合流体と熱交換して一旦
冷却されるが、その後、加温室内４８に導入されるとこ
こで再び昇温し、ＮＧ排出管４４から排出される。

【００３３】ここで、図１１に示した従来の装置では、
蒸発室４６内に導入されたＬＮＧが外伝熱管３６の下部
表面にそのまま接触し、この表面でＬＮＧが沸騰するこ
とにより外伝熱管３６が急激に冷却され、その結果、内
伝熱管１６も冷却されるため、運転条件が大きく変動す
ると内伝熱管１６内の着氷が過度に進行して運転が困難
となるおそれがあるが、図１に示した構造によれば、外
伝熱管３６の周囲に外側管５２が設けられ、この外側管
５２と外伝熱管３６との隙間３７におけるガス層が断熱
層の役割を果たすので、内伝熱管１６内の温度は高く保
持され、これにより着氷の発生が抑制、または完全に防
止される。従って、海水温度が比較的低い場合や、海水
流量が比較的少ない場合でも安定した運転が実現され
る。

【００３４】図２は、従来装置において前記図１２の測
定結果が得られたと同様の条件下で本実施例装置を運転
したときの温度分布を示したものである。同図から明ら
かなように、第３管板３０付近の二重管内（ＮＧ通路
３７内）ＬＮＧ／ＮＧ温度及び内伝熱管１６内壁温度
は、ともに前記図１２のグラフと比べて著しく上昇して
おり、内伝熱管１６内に着氷のおそれはない。また、外
側管５２の装着領域のすぐ上方の位置で内伝熱管１６内
壁温度が着氷温度よりも僅かに下がっているが、この程
度の着氷は運転に何ら支障を来すものではない。しか
も、図１２のグラフと比較参照しても明らかなように、
本実施例装置では上記断熱層の配設領域で熱交換を抑制
しているにもかかわらず、装置全体の気化性能は従来装
置と比べて低下していない。これは、従来の装置におい
て内伝熱管１６内に形成される氷の層が本実施例装置で
形成したガス層と同様に断熱層として作用していること
によるものと考えられる。また、図１２に示される着氷
部より上方の位置と、図２に示される着氷部よりも上方
の位置とを比較すると、図２の方が内伝熱管温度が低
くなっている。これは、海水と壁温との温度差が大きい
（低海水温の場合、この差が伝熱上大きな意味があ
る。）ことにより、図２の方がより大量の熱が海水から
ＬＮＧ／ＮＧへ流れていることを意味する。

【００３５】図３は、従来装置において内伝熱管１６内
壁に着氷が生じたときの温度勾配を示しており、図にお
いてプロットされた点が上にあるほどその点での温度Ｔ
１，Ｔice，Ｔ２，…が高いことを意味している。図示
のように、従来の装置では、内伝熱管１６内の氷の層５
８が断熱層として作用し、海水によるＮＧガスの加温を
妨げているのであり、従って、この氷の層５８の分だけ
外伝熱管３６の外側に断熱材を配しても、全体の伝熱性
能は低下しないことになる。

【００３６】すなわち、この実施例装置は、内伝熱管１
６の内壁温度が着氷温度を下回ると予想される領域にの
み断熱材を配して内壁温度を着氷温度近傍に維持するこ
とにより、伝熱性能を下げることなく、着氷の発生を未
然防止するものであるといえる。従って、断熱材の配設
領域は伝熱管１６，３６の伝熱性能や運転条件等に応じ
て設定する必要があり、この実施例では、断熱材の装着
領域を外伝熱管３６全長Ｌの６０％〜７０％に設定する
ことにより、良好な結果が得られている。これに対し、
例えば上記断熱材を外伝熱管３６の全長にわたり配して
しまうと、蒸発室４６内のＮＧガスの加温が不十分とな
るために折り返し室３８内でのＮＧガス温度が下がり、
内伝熱管１６の出口部分（この実施例では上部）で着氷
するおそれが生じる。また、この熱交換量の不足を補う
ためには蒸発室４６の高さ寸法を大きくしなければなら
なくなり、装置コンパクト化の妨げとなる。

【００３７】以上のように、この実施例装置では、伝熱
性能を下げることなく、もしくは向上させながらも、内
伝熱管１６内の着氷を抑制または防止することができる
ので、内外伝熱管１６，３６間の隙間を小さくしてここ
での熱抵抗を下げながらも、内伝熱管１６内の着氷量を
限界値以下に抑えることができる。従って、上記熱抵抗
の削減により、伝熱性能を下げずに各伝熱管１６，３６
等の伝熱面積を削減することが可能となり、伝熱管１
６，３６の軸長や径の縮小によって装置のコンパクト化
を図ることができる。また、伝熱面積を従来装置と同等
とした場合には、着氷を避けるために必要な海水温度や
海水流量が下がるため、その分、装置の設置コストやラ
ンニングコストを低減させることができる。具体的に、
本実施例装置と前記図９〜１２に示した従来装置とを比
較した場合、低温海水運転時において、従来装置では、
着氷量を制限値以下に抑えるためのＬＮＧ量に対する海
水量の比は５０であるのに対し、本実施例装置ではこの
比を３５まで落とすことが可能となる。

【００３８】しかも、この実施例装置では、外伝熱管３
６と外側管５２との隙間５６内の圧力を受けて蓋５４が
昇降するので、温度上昇により隙間５６内のガスが膨張
しても、上記ガス層の圧力が異常に高まることはない。
このため、外伝熱管３６には薄肉のものを用いることが
できる。また、外伝熱管３６と外側管５８とは相互接合
されていないので、両者に大きな温度差が生じても、熱
応力はほとんど発生しない。

【００３９】次に、第２実施例を図４，５に基づいて説
明する。

【００４０】この実施例では、上記外側管５２の下端部
が内外伝熱管１６，３６とともに第３管板３０を貫通し
ており、この貫通部分が第３管板３０にろう付けや溶接
によって接合されている。また、前記実施例の蓋５４に
代え、外側管上端５２ｂの内周面にリング状のシール部
材５９が固定されており、このシール部材５９の内径
は、同シール部材５９の内周面が外伝熱管３６の外周面
と密接する寸法に設定されている。

【００４１】この構造においても、シール部材５９は外
伝熱管３６と密接しているだけで相対変位が可能である
ので、外伝熱管３６と外側管５２との間に大きな温度差
があっても熱応力はほとんど生じない。また、外側管５
２は加温室４８側に開口しているため、両管３６，５２
の隙間における圧力が異常に上昇することはなく、この
圧力は常に加温室４８内の圧力となる。

【００４２】なお、外側管５２は低温になるため、この
外側管５２内に加温室４８内のガスが吸い込まれてここ
で凝縮するが、この凝縮液は自然流下するため、不都合
は発生しない。

【００４３】次に、第３実施例を図６に示す。ここで
は、外伝熱管３６の外周面に直接、テトラフルオロエチ
レンや三フッ化エチレン等の樹脂からなる断熱材６０が
装着されている。この場合、図７に示すように第３管板
３０の上面に座ぐり６２を設け、この座ぐり６２内に断
熱材６０の下端を挿入すれば、より安定した装着が可能
となる。

【００４４】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものでなく、例として次のような態様をとることも可能
である。

【００４５】(1) 上記第１実施例では、外側管５２ｂを
自由端としたものを示したが、図８に示すように、外側
管上端５２ｂを外伝熱管３６の外周面に接合するように
してもよい。この場合、上記外側管５２内にガスボンベ
等を接続して内部に不活性ガスを封入し、その圧力制御
を行えば、この圧力によってガス層の熱伝導度を適当な
値に任意調節することが可能である。また、外側管５２
を蛇腹状にして軸方向に伸縮可能にすることにより、熱
応力の発生を防ぐこともできる。

【００４６】(2) 本発明において、気化の対象となる液
体はＬＮＧに限らず、液体窒素や液体酸素など、種々の
低温液体を海水等の加温媒体を用いて気化する場合に広
く適用することができる。

【００４７】(3) 上記実施例では、外胴１０、内外伝熱
管１６，３６等が上下に延びる装置を示したが、本発明
ではこれらの配設方向を問わず、それぞれが水平に延び
ていてもよいし、あるいは全体の配置が前記図１に示さ
れる配置と上下逆になっていてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明は、内外伝熱管が配
される蒸発室の下部に低温液体が導入される気化装置に
おいて、上記蒸発室を形成する第１区画部材から外伝熱
管の途中部分に至るまでの領域に上記外伝熱管を覆う断
熱材を設けたものであるので、従来に比して伝熱性能を
下げることなく、内伝熱管内の着氷を抑え、もしくは完
全に防ぐことができる。このため、着氷回避に必要な加
温媒体の温度や流量を下げることができ、これによりコ
ストの削減を図ることができる効果がある。また、着氷
を避けながら内外伝熱管同士の隙間を小さくしてここで
の熱抵抗を削減することが可能となるため、ここでの伝
熱促進の分だけ、内外伝熱管等の伝熱面積を削減するこ
とができ、これによって装置のコンパクト化を図ること
もできる。

【００４９】さらに、請求項２記載の装置は、断熱材を
構成する外側管の片側端部のみを第１区画部材に接合
し、この外側管内に軸方向に移動可能に蓋を挿入してこ
の蓋により外側管と外伝熱管との隙間を密封するように
したものであるので、外側管内の圧力に応じて蓋が移動
することにより、外側管内の圧力が異常に高まるのを防
ぐとともに、外側管と外伝熱管との間に大きな温度差が
ある場合にも、両管に大きな熱応力が発生するのを防ぐ
ことができる効果がある。同様に、請求項３記載の装置
も、外側管内を加温室内に連通することにより、この外
側管内の圧力が異常に高まるのを防ぐことができるとと
もに、蒸発室内に臨む外側管の端部を外伝熱管の外周面
に直接固定せずに両者の間にシール部材を介在させるこ
とにより、外側管と外伝熱管との間に大きな温度差があ
る場合にも、両管に大きな熱応力が発生するのを防ぐこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるＬＮＧ気化装置の
要部を示す断面正面図である。

【図２】上記ＬＮＧ気化装置における各部位の温度分布
を示すグラフである。

【図３】従来の装置における着氷時の温度勾配を示す断
面正面図である。

【図４】本発明の第２実施例におけるＬＮＧ気化装置の
要部を示す断面正面図である。

【図５】図４におけるＡ部の拡大図である。

【図６】本発明の第３実施例におけるＬＮＧ気化装置の
要部を示す断面正面図である。

【図７】図６におけるＢ部の拡大図である。

【図８】上記ＬＮＧ気化装置の断熱構造の変形例を示す
断面正面図である。

【図９】従来及び本考案のＬＮＧ気化装置の全体構成を
示す断面正面図である。

【図１０】上記装置に設けられた連通穴を示す断面正面
図である。

【図１１】従来装置における外伝熱管と第３管板との接
合構造を示す断面正面図である。

【図１２】従来装置における各部位の温度分布を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１０ 外胴（外側容器を構成） １２ 第１管板（外側容器を構成） １４ 第２管板（外側容器を構成） １６ 内伝熱管 ３０ 第３管板（第１区画部材） ３４ 第４管板（第２区画部材） ３６ 外伝熱管 ３７ ＮＧ通路（ガス通路） ３８ 折り返し室 ４０ 連通孔（連通路） ４２ ＬＮＧ入口管（導入部） ４４ ＮＧ排出管（取出し部） ４６ 蒸発室 ４８ 加温室 ５２ 外側管 ５４ 蓋 ５６ 外側管と外伝熱管との隙間 ５９ シール部材 ６０ 断熱材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 惠三 神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式 会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 櫻場 一郎 神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式 会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 上野 孝一 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 桑原 和彦 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 杉野 国輝 神戸市垂水区神陵台２丁目１番62−302

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側容器と、この外側容器に両端部が固
   定され、内部に加温媒体が流される内伝熱管と、この内
   伝熱管よりも小さな軸長を有し、内伝熱管の径方向外側
   に配され、この内伝熱管の外面との間にガス通路を形成
   する外伝熱管と、この外伝熱管において上記内伝熱管の
   加温媒体入口に近い側の端部が固定され、外側容器内を
   上記外伝熱管の外側に形成された蒸発室と上記外伝熱管
   内に連通する加温室とに区画する第１区画部材と、上記
   外伝熱管において内伝熱管の加温媒体出口に近い側の端
   部が固定され、外側容器内を上記蒸発室と外伝熱管内に
   連通する折り返し室とに区画する第２区画部材と、上記
   蒸発室と折り返し室とを連通する連通路と、上記外側容
   器の外部から上記蒸発室内の下部に低温液体を導入する
   ための導入部と、上記加温室内のガスを外側容器外部に
   取出すための取出し部とを備えるとともに、上記第１区
   画部材から外伝熱管の途中部分に至るまでの領域に、こ
   の外伝熱管を径方向外側から覆う断熱材を設けたことを
   特徴とする低温液体の気化装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の低温液体の気化装置にお
   いて、上記断熱材として、上記外伝熱管の径方向外側に
   この外伝熱管の外面と隙間をおいて配され、一方の端部
   が第１区画部材において蒸発室に臨む面に接合され、他
   方の端部と上記外伝熱管との間に隙間がおかれた外側管
   と、この外側管の内面と外伝熱管の外面との間に両管の
   軸方向に移動可能に挿入され、両管の隙間を密封する蓋
   とを備えたことを特徴とする低温液体の気化装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の低温液体の気化装置にお
   いて、上記断熱材として、上記外伝熱管の径方向外側に
   この外伝熱管の外面と隙間をおいて配され、上記第１区
   画部材を貫通する状態でこの第１区画部材に固定された
   外側管と、この外側管において蒸発室に臨む側の端部の
   内側に固定され、外伝熱管の外周面に密接するシール部
   材とを備えたことを特徴とする低温液体の気化装置。