特許 6510317 液化ガスの減熱方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6510317

(24)【登録日】2019年4月12日

(45)【発行日】2019年5月8日

(54)【発明の名称】液化ガスの減熱方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   C10L 3/00 20060101AFI20190422BHJP

   F17C 13/02 20060101ALI20190422BHJP

   F23K 5/00 20060101ALI20190422BHJP

【ＦＩ】

   C10L3/00 D

   F17C13/02 302

   F23K5/00 307Z

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-98930(P2015-98930)

(22)【出願日】2015年5月14日

(65)【公開番号】特開2016-216526(P2016-216526A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2017年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004123

【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000221834

【氏名又は名称】東邦瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127845

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 壽彦

(72)【発明者】

【氏名】北川 尚男

(72)【発明者】

【氏名】林 謙年

(72)【発明者】

【氏名】薄木 太一

(72)【発明者】

【氏名】鑓水 桂二

(72)【発明者】

【氏名】小林 且典

(72)【発明者】

【氏名】加藤 達人

(72)【発明者】

【氏名】小塚 満

(72)【発明者】

【氏名】大野 隆志

(72)【発明者】

【氏名】小河 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】片渕 真也

【審査官】 井上 能宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０４５３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１２６２２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１５９８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０２０２９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１０５９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８８４６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｌ ３／００

Ｆ１７Ｃ １３／０２

Ｆ２３Ｋ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯留槽から払い出された液化ガスを液体状態で昇圧し、昇圧後に気化させて製造ガスとして送出する液化ガスの払出ラインにおいて前記液化ガスの熱量を減熱する方法であって、
前記昇圧前の液化ガスに混合器を用いて減熱ガスを混合して減熱する減熱工程を有し、
該減熱工程は、
前記貯留槽から払い出された液化ガスの熱量及び流量と、前記混合器によって前記減熱ガスが混合されて減熱された液化ガスの圧力及び温度とを計測し、
減熱に必要とされる減熱ガス流量の演算と、該演算された減熱ガス流量が前記混合器で凝縮可能な流量かどうかの判定を行い、前記演算された減熱ガス流量の範囲内でかつ前記混合器で凝縮可能な流量の範囲内で前記減熱ガスを前記混合器に供給することを特徴とする液化ガスの減熱方法。

【請求項2】

貯留槽から払い出された液化ガスを液体状態で昇圧し、昇圧後に気化させて製造ガスとして送出する液化ガスの払出ラインにおいて前記液化ガスの熱量を減熱する方法であって、
前記貯留槽から排出される蒸発ガス、又は蒸発ガス及び減熱ガスを、前記昇圧前の液化ガスに混合器を用いて混合して減熱する減熱工程を有し、
該減熱工程は、
前記貯留槽から排出される蒸発ガスの熱量及び流量、前記貯留槽から払い出された液化ガスの熱量及び流量と、前記混合器によって前記蒸発ガス、又は蒸発ガス及び減熱ガスが混合されて減熱された液化ガスの圧力及び温度とを計測し、
減熱に必要とされる蒸発ガス流量、又は蒸発ガス及び減熱ガス流量の演算と、
前記演算された蒸発ガス流量、又は蒸発ガス及び減熱ガス流量が前記混合器で凝縮可能な流量かどうかの判定と、を行い、前記演算された流量の範囲内でかつ前記混合器で凝縮可能な流量の範囲内で、前記蒸発ガスを単独で、又は蒸発ガスと減熱ガスの両方を前記混合器に供給することを特徴とする液化ガスの減熱方法。

【請求項3】

貯留槽から払い出された液化ガスを液体状態で昇圧し、昇圧後に気化させて製造ガスとして送出する液化ガスの払出ラインにおいて前記液化ガスの熱量を減熱する液化ガスの減熱装置であって
前記液化ガスの払出ラインに設けられて前記昇圧前の液化ガスに減熱ガスを混合する混合器と、該混合器に減熱ガスを供給する減熱ガス供給ラインと、該減熱ガス供給ラインを流れる減熱ガス流量を計測する流量計と、前記減熱ガス供給ラインに設けられて前記混合器に供給する減熱ガス流量を調整する第１流量調節弁と、前記混合器の上流側に設けられて液化ガスの熱量及び流量を計測する第１計測器と、前記混合器の下流側に設けられて前記減熱ガスが混合された液化ガスの圧力、温度を計測する第２計測器と、
前記第１計測器、前記第２計測器、前記流量計の計測値を入力し、該入力値に基づいて前記混合器に供給すべき減熱ガス流量を演算する機能と、該演算機能で演算された減熱ガスの流量が前記混合器で凝縮可能かどうかを判定する機能と、前記混合器で凝縮可能な減熱ガス流量の最大量を演算する機能と、前記第１流量調節弁を制御する機能を有する熱量・ガス流量調整装置とを備えたことを特徴とする液化ガスの減熱装置。

【請求項4】

貯留槽から払い出された液化ガスを液体状態で昇圧し、昇圧後に気化させて製造ガスとして送出する液化ガスの払出ラインにおいて前記液化ガスの熱量を減熱する液化ガスの減熱装置であって
前記液化ガスの払出ラインに設けられて前記昇圧前の液化ガスに減熱ガスを混合する混合器と、
該混合器に減熱ガスを供給する減熱ガス供給ラインと、該減熱ガス供給ラインを流れる減熱ガス流量を計測する流量計と、前記減熱ガス供給ラインに設けられて前記混合器に供給する減熱ガス流量を調整する第１流量調節弁と、
前記混合器の上流側に設けられて液化ガスの熱量及び流量を計測する第１計測器と、前記混合器の下流側に設けられて前記減熱ガスが混合された液化ガスの圧力、温度を計測する第２計測器と、
前記混合器に前記貯留槽から排出される蒸発ガスを供給する蒸発ガス供給ラインと、該蒸発ガス供給ラインに設けられて蒸発ガスを所定の圧力に圧縮する蒸発ガス圧縮機と、前記蒸発ガス供給ラインに設けられて蒸発ガスの熱量、流量を計測する第３計測器と、前記蒸発ガス供給ラインに設けられて前記混合器に供給する蒸発ガス流量を調節する第２流量調節弁と、
前記第１計測器、前記第２計測器、前記第３計測器及び前記流量計の計測値を入力して、以下の機能を有する熱量・ガス流量調整装置とを備えたことを特徴とする液化ガスの減熱装置。
・減熱に必要な蒸発ガス流量を演算する機能、該機能によって演算された蒸発ガスだけで減熱が可能かどうかを判定する機能
・蒸発ガスの流量が前記混合器で凝縮可能な量かどうかを判定する機能
・蒸発ガスだけで減熱ができない場合に必要とされる減熱ガス流量を演算する機能
・蒸発ガスと減熱ガスの混合ガスが凝縮可能かどうかを判定する機能
・前記第１流量調節弁、前記第２流量調節弁を制御する機能

【請求項5】

前記混合器は、液化ガスに蒸発ガスを混合するものと、液化ガスに減熱ガスを混合するものとが別々に設けられていることを特徴とする請求項４記載の液化ガスの減熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば液化天然ガス等の液化ガスの減熱方法及び装置に関する。
本願において、減熱に用いるガスとは、蒸発ガスや窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンに代表される希ガス、水素ガス、メタンガス等を含む減熱に用いることのできるガスを広く含む概念であり、減熱ガスとは、例えば窒素ガスタンクから供給される窒素ガスのように定常的に供給でき、かつ液化ガスの減熱に用いることのできるガスをいい、蒸発ガスとは液化ガスが貯留されている貯留槽から排出される蒸発ガスをいう。

【背景技術】

【0002】

天然ガス（ＮＧ）や都市ガスなどの液化ガスから製造される製造ガスの熱量が規定の範囲を逸脱した場合、製造ガスを用いる数々の機器に不具合が生じる。
このため、例えば天然ガス熱量が規定値より高い場合において、窒素ガスを混合して熱量調整する技術が提案されている（特許文献１参照）。

【0003】

また、液化天然ガス（ＬＮＧ）を蒸発ガス（ＢＯＧ）で希釈して天然ガスの熱量を目標熱量に調整する技術が提案されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−１８８４６０号公報

【特許文献2】特開２０１１−１０５９５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

液化天然ガスは液体状態でポンプによって高圧まで昇圧した後で気化させるため、特許文献１のように気化後の天然ガスに窒素ガスを混合する方法では、必然的に窒素ガスの混合圧力も高圧となり、窒素を圧縮するための高圧コンプレッサーが必要となり設備面及び動力面でコストアップとなる。

【0006】

また、特許文献２において希釈用として用いる蒸発ガスは、低温の液化天然ガス貯槽から必然的に発生するものであり、その発生量を制御できず、また液化天然ガス貯槽内の圧力が過剰にならないようにコンプレッサーを稼動させて蒸発ガスを排出するため、この意味でも排出量を制御することは難しい。そのため、蒸発ガスのみを用いて減熱量を独立して制御することは難しいという問題がある。さらに、蒸発ガスは液化天然ガスを起源とするため天然ガスよりも熱量は低いものの、熱量の差は小さい。そのため、熱量調整のためには大量の蒸発ガスが必要といった問題点があった。

【0007】

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、設備面や動力面でコストアップにならず、減熱量を確実に制御可能な液化ガスの減熱方法及び装置を得ることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る液化ガスの減熱方法は、貯留槽から払い出された液化ガスを液体状態で昇圧し、昇圧後に気化させて製造ガスとして送出する液化ガスの払出ラインにおいて前記液化ガスの熱量を減熱する方法であって、
前記昇圧前の液化ガスに混合器を用いて減熱ガスを混合して減熱する減熱工程を有し、
該減熱工程は、
前記貯留槽から払い出された液化ガスの熱量及び流量と、前記混合器によって前記減熱ガスが混合されて減熱された液化ガスの圧力及び温度とを計測し、減熱に必要とされる減熱ガス流量の演算と、該演算された減熱ガス流量が前記混合器で凝縮可能な流量かどうかの判定を行い、前記演算された減熱ガス流量の範囲内でかつ前記混合器で凝縮可能な流量の範囲内で前記減熱ガスを前記混合器に供給することを特徴とするものである。

【0009】

（２）また、貯留槽から払い出された液化ガスを液体状態で昇圧し、昇圧後に気化させて製造ガスとして送出する液化ガスの払出ラインにおいて前記液化ガスの熱量を減熱する方法であって、
前記貯留槽から排出される蒸発ガス、又は蒸発ガス及び減熱ガスを、前記昇圧前の液化ガスに混合器を用いて混合して減熱する減熱工程を有し、
該減熱工程は、
前記貯留槽から排出される蒸発ガスの熱量及び流量、前記貯留槽から払い出された液化ガスの熱量及び流量と、前記混合器によって前記蒸発ガス、又は蒸発ガス及び減熱ガスが混合されて減熱された液化ガスの圧力及び温度とを計測し、減熱に必要とされる蒸発ガス流量、又は蒸発ガス及び減熱ガス流量の演算と、前記演算された蒸発ガス流量、又は蒸発ガス及び減熱ガス流量が前記混合器で凝縮可能な流量かどうかの判定と、を行い、前記演算された流量の範囲内でかつ前記混合器で凝縮可能な流量の範囲内で、前記蒸発ガスを単独で、又は蒸発ガスと減熱ガスの両方を前記混合器に供給することを特徴とするものである。

【0010】

（３）本発明に係る液化ガスの減熱装置は、貯留槽から払い出された液化ガスを液体状態で昇圧し、昇圧後に気化させて製造ガスとして送出する液化ガスの払出ラインにおいて前記液化ガスの熱量を減熱するものであって
前記液化ガスの払出ラインに設けられて前記昇圧前の液化ガスに減熱ガスを混合する混合器と、該混合器に減熱ガスを供給する減熱ガス供給ラインと、該減熱ガス供給ラインを流れる減熱ガス流量を計測する流量計と、前記減熱ガス供給ラインに設けられて前記混合器に供給する減熱ガス流量を調整する第１流量調節弁と、前記混合器の上流側に設けられて液化ガスの熱量及び流量を計測する第１計測器と、前記混合器の下流側に設けられて前記減熱ガスが混合された液化ガスの圧力、温度を計測する第２計測器と、
前記第１計測器、前記第２計測器、前記流量計の計測値を入力し、該入力値に基づいて前記混合器に供給すべき減熱ガス流量を演算する機能と、該演算機能で演算された減熱ガスの流量が前記混合器で凝縮可能かどうかを判定する機能と、前記混合器で凝縮可能な減熱ガス流量の最大量を演算する機能と、前記第１流量調節弁を制御する機能を有する熱量・ガス流量調整装置とを備えたことを特徴とするものである。

【0011】

（４）また、貯留槽から払い出された液化ガスを液体状態で昇圧し、昇圧後に気化させて製造ガスとして送出する液化ガスの払出ラインにおいて前記液化ガスの熱量を減熱する液化ガスの減熱装置であって
前記液化ガスの払出ラインに設けられて前記昇圧前の液化ガスに減熱ガスを混合する混合器と、
該混合器に減熱ガスを供給する減熱ガス供給ラインと、該減熱ガス供給ラインを流れる減熱ガス流量を計測する流量計と、前記減熱ガス供給ラインに設けられて前記混合器に供給する減熱ガス流量を調整する第１流量調節弁と、前記混合器の上流側に設けられて液化ガスの熱量及び流量を計測する第１計測器と、前記混合器の下流側に設けられて前記減熱ガスが混合された液化ガスの圧力、温度を計測する第２計測器と、前記混合器に前記貯留槽から排出される蒸発ガスを供給する蒸発ガス供給ラインと、該蒸発ガス供給ラインに設けられて蒸発ガスを所定の圧力に圧縮する蒸発ガス圧縮機と、前記蒸発ガス供給ラインに設けられて蒸発ガスの熱量、流量を計測する第３計測器と、前記蒸発ガス供給ラインに設けられて前記混合器に供給する蒸発ガス流量を調節する第２流量調節弁と、
前記第１計測器、前記第２計測器、前記第３計測器及び前記流量計の計測値を入力して、以下の機能を有する熱量・ガス流量調整装置とを備えたことを特徴とするものである。
・減熱に必要な蒸発ガス流量を演算する機能、該機能によって演算された蒸発ガスだけで減熱が可能かどうかを判定する機能
・蒸発ガスの流量が前記混合器で凝縮可能な量かどうかを判定する機能
・蒸発ガスだけで減熱ができない場合に必要とされる減熱ガス流量を演算する機能
・蒸発ガスと減熱ガスの混合ガスが凝縮可能かどうかを判定する機能
・前記第１流量調節弁、前記第２流量調節弁を制御する機能

【0012】

（５）上記（４）に記載のものにおいて、前記混合器は、液化ガスに蒸発ガスを混合するものと、液化ガスに減熱ガスを混合するものとが別々に設けられていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明においては、昇圧前の液化ガスに混合器を用いて減熱ガスを混合して減熱する減熱工程を有し、該減熱工程は、前記貯留槽から払い出された液化ガスの熱量及び流量を計測し、該計測された計測値に基づいて、減熱に必要とされる減熱ガス流量を演算し、該演算された流量の範囲内でかつ前記混合器で凝縮可能な流量の範囲内で前記減熱ガスを前記混合器に供給するようにしたので、設備面や動力面でコストアップにならず、また蒸発ガス以外の減熱ガスを用いていることから減熱量を確実に制御可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態１に係る液化ガスの減熱方法を実施するための装置構成の説明図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る液化ガスの減熱方法を説明するフローチャートである。

【図3】本発明の実施の形態２に係る液化ガスの減熱方法を実施するための装置構成の説明図である。

【図4】本発明の実施の形態２に係る液化ガスの減熱方法を説明するフローチャートである。

【図5】本発明の実施の形態２に係る液化ガスの減熱方法を実施するための装置構成の他の態様の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る液化ガスの減熱方法を実施するための装置構成の説明図である。
液化ガスの減熱装置１は、液化ガス３（例えば液化天然ガス（ＬＮＧ））が貯留されている貯留槽５から液化ガス３を払い出す液化ガス払出ライン７に設けられた、プライマリポンプ９、混合器１１、セカンダリポンプ１３、バルブ１５、気化器１７を有し、さらに、プライマリポンプ９と混合器１１の間に設けられた第１熱量計１９及び第１流量計２１を有する第１計測器２３と、混合器１１とセカンダリポンプ１３の間に設けられた圧力計２５及び温度計２７を有する第２計測器２９とを備えている。
また、混合器１１に減熱ガスとしての窒素ガスを窒素ガスタンク３１から供給する減熱ガス供給ライン３３を備えており、減熱ガス供給ライン３３には窒素ガス流量を計測する流量計３５と、流量調節弁３７が設けられている。図１の実施形態では窒素の他、炭酸ガスやアルゴンに代表される希ガスなど熱量が無いガスの他、熱量のあるガスも使用することができる。減熱ガスとして水素やメタンなど熱量のあるガスを用いる場合には、図示しないが減熱ガスの供給ラインに減熱ガスの熱量を計測する計測器を設置し、計測値に基づいて、減熱に必要とされる減熱ガス流量を演算し、該演算された流量の範囲内でかつ前記混合器で凝縮可能な流量の範囲内で前記減熱ガスを前記混合器に供給する。
さらに、第１計測器２３、第２計測器２９の計測値を入力して減熱に必要な窒素ガス流量を演算し、該演算値に基づいて流量調節弁３７を制御する熱量・ガス流量調整装置３９を備えている。
各機器を詳細に説明する。

【0016】

＜プライマリポンプ＞
プライマリポンプ９は、液化ガス払出ライン７を流れる液化ガス３の圧力を例えば０．８ＭＰａ〜２ＭＰａの範囲に昇圧する。

【0017】

＜混合器＞
混合器１１は、窒素ガスを液化ガス３中に混合するための装置である。窒素ガスは微細気泡化した方が混合しやすく、混合装置としては例えば旋回流方式、スタティックミキサー式、キャビテーション式、ベンチュリー式、細孔式など種々の態様のものを用いることができる。

【0018】

＜セカンダリポンプ＞
セカンダリポンプ１３は、プライマリポンプ９で昇圧された圧力をさらに高圧（例えば３ＭＰａ〜７ＭＰａ）に昇圧する。

【0019】

＜気化器＞
気化器１７は、セカンダリポンプ１３で昇圧された液化ガス３を気化して製造ガスとする。

【0020】

＜第１計測器＞
第１計測器２３は、プライマリポンプ９で昇圧され、混合器１１で窒素ガスが混合される前の液化ガス３の熱量を計測する第１熱量計１９、液化ガス払出ライン７を流れる液化ガス３の流量を計測する第１流量計２１を備えている。
第１計測器２３で計測された計測値は熱量・ガス流量調整装置３９に入力される。

【0021】

＜第２計測器＞
第２計測器２９は、混合器１１によって窒素ガスが混合されて減熱された液化ガス３の圧力を計測する圧力計２５、減熱された液化ガス３の温度を計測する温度計２７を備えている。
第２計測器２９で計測された計測値は熱量・ガス流量調整装置３９に入力される。

【0022】

＜窒素ガスタンク＞
窒素ガスタンク３１は窒素ガスの供給元であるが、窒素ガスの供給元としては、窒素ガスタンク以外でも良く、例えば工場用窒素ガスやボンベであってもよい。

【0023】

＜流量計＞
流量計３５は、減熱ガス供給ライン３３に設けられて、混合器１１に供給される窒素ガスの流量を計測する。流量計３５の計測値は熱量・ガス流量調整装置３９に入力される。

【0024】

＜流量調節弁＞
流量調節弁３７は、熱量・ガス流量調整装置３９に制御されて混合器１１に供給する減熱ガス流量を調節する。

【0025】

＜熱量・ガス流量調整装置＞
熱量・ガス流量調整装置３９は、第１計測器２３、第２計測器２９、流量計３５の計測値を入力し、該入力値に基づいて混合器１１に供給すべき窒素ガス流量を演算する機能と、演算機能で演算された窒素ガスの量が混合器で凝縮可能かどうかを判定する機能と、混合器１１で凝縮可能な窒素ガス流量の最大量を演算する機能と、流量調節弁３７を制御する機能を備えている。

【0026】

混合器１１に供給される窒素ガス流量が、現在払い出されている液化ガスによって凝縮可能かどうかを判定する理由は以下の通りである。
まず、熱量・ガス流量調整装置３９は、液化ガスの熱量が目標とする熱量に減熱されるのに必要な窒素ガスを混合器に供給するように流量調節弁３７を制御するのが原則である。
しかし、窒素ガスの量が多い場合、窒素ガスが凝縮せずに気体のまま下流に流れるとセカンダリポンプ１３が損傷を受ける。また、窒素ガスが気体のまま下流に流れると、圧力損失が大きくなり、液化ガス３の払い出しが不安定になることがある。
そこで、本発明では液化ガスによって凝縮できる限界量以下になるように減熱ガスとしての窒素ガスの混合量を制御している。

【0027】

なお、減熱に必要な窒素ガスの量が凝縮可能な量を超えている場合には、目標の減熱が得られないが、この場合には、液化ガス３を気化させた後で、窒素ガスを混合して所定の熱量になるように調整すればよい。
この場合であっても、減熱に必要とされる全ての窒素ガスを、液化ガス３の気化後に混合する場合に比較して、窒素ガスを高圧にする設備や動力費用等を格段に低減することができる。

【0028】

＜動作説明＞
本発明に係る液化ガスの減熱方法を、液化ガスの減熱装置１の動作と共に説明する。
貯留槽５から払い出された液化ガス３は、プライマリポンプ９で所定圧力（例えば０．８ＭＰａ〜２ＭＰａ）に昇圧されて混合器１１に供給される。
一方で、窒素ガスタンク３１内の窒素ガスは、減熱ガス供給ライン３３を介して混合器１１に供給され、貯留槽５から払い出された液化ガス３に混合されて減熱調整がなされる。
減熱調整された液化ガス３はセカンダリポンプ１３で昇圧され、気化器１７で製造ガスに気化されて、需要側に送出される。

【0029】

以上の過程で、減熱方法は以下のように行われる（図２参照）。
プライマリポンプ９と混合器１１との間を流れる液化ガス３の熱量及び流量が第１計測器２３によって計測され、計測値が熱量・ガス流量調整装置３９に入力される。また第２計測器２９で計測された計測値が熱量・ガス流量調整装置３９に入力される。
熱量・ガス流量調整装置３９によって、第１計測器２３から入力された計測値に基づいて目標とする熱量にするのに必要とされる窒素ガス流量が演算される（Ｓ１）。
また、熱量・ガス流量調整装置３９によって、Ｓ１で演算された窒素ガス流量が混合器１１で凝縮可能な流量かどうかを判定する（Ｓ３）。

【0030】

Ｓ３における判定は、減熱前の液化ガス３の組成、質量流量、窒素ガスの質量流量、窒素ガスを混合した後の液化ガス３の圧力、温度を用いて、飽和液（沸騰点に達した瞬間の液）になるかどうかによって判定する。
なお、減熱前の液化ガス３の組成は、予め熱量・ガス流量調整装置３９が情報として有していてもよいし、あるいは図示しない分析装置によって分析して、熱量・ガス流量調整装置３９に入力するようにしてもよい。

【0031】

Ｓ３の判定において、凝縮可能な窒素ガス流量の範囲内であると判定されると、Ｓ１において演算された窒素ガス流量を混合器１１に供給するように流量調節弁３７が熱量・ガス流量調整装置３９によって制御され、必要な窒素ガスが混合される（Ｓ５）。

【0032】

他方、Ｓ３の判定において、Ｓ１で演算された窒素ガス流量が凝縮可能な窒素ガス流量の範囲を超えていると判定された場合には、熱量・ガス流量調整装置３９が凝縮可能な窒素ガスの最大量を演算する（Ｓ７）。
Ｓ７で演算された窒素ガスを供給するように熱量・ガス流量調整装置３９は、流量調節弁３７を制御して、窒素ガスを液化ガス３に混合する（Ｓ９）。

【0033】

本実施の形態によれば、セカンダリポンプで昇圧する前の液化ガス３に窒素ガスを供給するようにしているので、窒素ガスを高圧にするための高圧コンプレッサー等の設備が不要であり、設備面や動力面でコストアップにならず、また、減熱ガスとして定常的に供給可能な窒素ガスを用いていることから減熱量を確実に制御可能となる。

【0034】

なお、液化ガス３の熱量が分かっている場合には第１熱量計１９による計測値を用いないで、上記の既知の値を用いて熱量制御を行うようにしてもよい。
また、混合器１１の入口側の第1計測器２３にて熱量を計測して制御するフィードフォワード制御の代わりに、混合器１１出口側の第２計測器２９にて熱量を計測するようにしても良い（図示せず）。この場合、混合器１１出口における減熱後の液化ガスの熱量を目標熱量値に近づけるように窒素ガス量を調整する。（フィードバック制御）。
さらに、第1計測器２３と第２計測器２９の両方で熱量を計測し、第1計測器２３の計測値から窒素ガス流量を演算するとともに、さらに、減熱後の液化ガスの熱量実測値を目標熱量値に近づけるように、窒素ガス量を調整するようにしても良い。
また、上記の実施の形態では、混合器１１を一台設ける例を示したが、液化ガス払い出しライン７における混合器１１の下流側に熱量計、流量計、温度計、圧力計等の計測機器及び混合器を設け、これらの計測値に基づいてさらに窒素ガスを混合して熱量が目標値になるよう調整を行ってもよい。

【0035】

［実施の形態２］
本実施の形態２は、実施の形態１の装置構成に加えて、貯留槽５で発生した蒸発ガスを混合器１１に供給する蒸発ガス供給ライン４３を設けたものである。本実施の形態に係る液化ガスの減熱装置４１を示す図３において実施の形態１と同一部分には同一の符号を付してある。

【0036】

蒸発ガス供給ライン４３は、上述のように、貯留槽５で発生した蒸発ガスを混合器１１に供給するものであり、蒸発ガス供給ライン４３には蒸発ガス供給ライン４３を流れる蒸発ガスの圧力を計測する圧力計４５と、ガス状態の蒸発ガスを所定の圧力に昇圧する蒸発ガス圧縮機４７と、蒸発ガス圧縮機４７で圧縮された蒸発ガスの熱量を計測する第２熱量計４９、流量を計測する第２流量計５１を備えた第３計測器５３と、混合器１１に供給する蒸発ガスの流量を調節する第２流量調節弁５５とが設けられている。

【0037】

蒸発ガス供給ライン４３に設けられた圧力計４５によって、蒸発ガス供給ライン４３の圧力が計測され、この計測値に基づいて貯留槽５内の圧力が過剰にならないように蒸発ガス圧縮機４７を稼動させている。蒸発ガス圧縮機４７は、例えば50%、75%、100%など段階的に出力を変動させるのが一般的である。
なお、混合器１１に供給される蒸発ガスは混合器１１に供給される液化ガスの圧力と同等程度である必要があることから、蒸発ガス圧縮機４７によって蒸発ガスは０．８ＭＰａ〜２ＭＰａに昇圧される。

【0038】

＜熱量・ガス流量調整装置＞
熱量・ガス流量調整装置５７は、以下に示す種々の演算機能、判定機能、制御機能を有している。
・減熱に必要な蒸発ガス流量を演算する機能、該機能によって演算された蒸発ガスだけで減熱が可能かどうかを判定する機能
・蒸発ガスの量が混合器１１で凝縮可能な量かどうかを判定する機能
・蒸発ガスだけで減熱ができない場合に必要とされる窒素ガス流量を演算する機能
・蒸発ガスの量が混合器１１で凝縮可能な量を超えており、窒素ガスを加える場合において、蒸発ガスと窒素ガスの混合ガスが凝縮可能かどうかを判定する機能
・蒸発ガスと窒素ガスが凝縮可能な量を超えている場合に、熱量を優先するか蒸発ガスの処理を優先するかを選択する機能
・蒸発ガスと窒素ガスの混合ガスで減熱する場合において凝縮可能でかつ減熱量を最大とする蒸発ガス流量と窒素ガス流量を演算する機能
・蒸発ガスと窒素ガスの混合ガスで減熱する場合において凝縮可能でかつ蒸発ガスの処理量を最大とする蒸発ガス流量と窒素ガス流量を演算する機能
・流量調節弁３７、第２流量調節弁５５を制御する機能

【0039】

＜動作説明＞
本発明に係る液化ガスの減熱方法を、液化ガスの減熱装置４１の動作と共に説明する。
貯留槽５から払い出された液化ガス３は、プライマリポンプ９で所定圧力（例えば０．８ＭＰａ〜２ＭＰａ）に昇圧されて混合器１１に供給される。
一方で、窒素ガスタンク３１内の窒素ガスが減熱ガス供給ライン３３を介して混合器１１に供給され、また、貯留槽５で発生した蒸発ガスが蒸発ガス供給ライン４３に排出されて蒸発ガス圧縮機４７で圧縮されて混合器１１に供給される。
混合器１１には、蒸発ガスが単独、または蒸発ガスと窒素ガスの両方が供給され、この供給されたガスが貯留槽５から払い出された液化ガス３に混合されて減熱調整がなされる。
減熱調整された液化ガス３はセカンダリポンプ１３で昇圧され、気化器１７で製造ガスに気化されて、需要側に送出される。

【0040】

以上の過程で、減熱方法は以下のように行われる（図４参照）。
プライマリポンプ９と混合器１１との間を流れる液化ガス３の熱量及び流量が第１計測器２３によって計測され、計測値が熱量・ガス流量調整装置５７に入力される。また第２計測器２９で計測された計測値が熱量・ガス流量調整装置５７に入力される。さらに、第３計測器５３で計測された計測値が熱量・ガス流量調整装置５７に入力され、以下の処理が熱量・ガス流量調整装置５７の演算機能、判定機能、制御機能によって行われる。
第１計測器２３から入力された計測値に基づいて目標とする熱量にするのに必要とされる蒸発ガス流量を演算する（Ｓ１１）。
Ｓ１１で演算された蒸発ガス流量だけで目標とする減熱が可能かどうかを判定する（Ｓ１３）。
Ｓ１３の判定において、減熱可能な場合には、その量の蒸発ガスを凝縮できるかどうかを判定する（Ｓ１５）。
Ｓ１５の判定において凝縮可能であれば、当該量の蒸発ガスを混合するように第１調節弁を制御して必要な蒸発ガスを混合器１１に供給して混合する（Ｓ１７）。

【0041】

Ｓ１３の判定において、蒸発ガスだけで減熱ができないと判定された場合、不足している減熱量を補うのに必要とされる窒素ガス流量を演算する（Ｓ１９）。
また、Ｓ１５の判定において、蒸発ガスを凝縮できないと判定された場合、蒸発ガスを減量して、窒素ガスを加えて減熱する場合の蒸発ガス流量と窒素ガス流量を演算する（Ｓ２１）。

【0042】

Ｓ２１の演算をする理由は以下の通りである。
蒸発ガスの方が窒素ガスよりも凝縮し易いが、窒素ガスの熱量はゼロであることから窒素ガスの方が蒸発ガスよりも減熱効果が高く、少量での減熱が可能である。そのため、蒸発ガスを凝縮できない場合において、蒸発ガスを減量して窒素ガスを加えることで、目標とする減熱が可能で、かつ凝縮が可能となる場合がある。

【0043】

Ｓ１９又はＳ２１で演算された蒸発ガスと窒素ガスが凝縮可能かどうかを判定する（Ｓ２３）。
Ｓ２３の判定において凝縮可能な場合には、調節弁３７、第２調節弁５５を制御して当該量の蒸発ガス及び窒素ガスを混合器１１に供給する（Ｓ２５）。
Ｓ２３の判定において、凝縮ができないと判定された場合には、熱量を優先するのか蒸発ガスの処理量を優先するのかを選択する（Ｓ２７）。
熱量を優先するとは、蒸発ガスの処理量を多くすることよりも目標とする熱量に近くなるように減熱することを優先することを意味する。
また、蒸発ガスの処理量を優先するとは、目標とする減熱量に近くすることよりも蒸発ガスを多く処理できることを優先することを意味する。
Ｓ２７の選択は、熱量・ガス流量調整装置５７が予め定められた基準に基づいて自動的に行ってもよいし、あるいは作業者が熱量・ガス流量調整装置５７に対して入力処理を行うことで行うようにしてもよい。

【0044】

Ｓ２７の選択において、熱量を優先した場合には、蒸発ガスと窒素ガスによって液化ガス３の熱量と目標とする熱量との差を最小にすることができ、かつ凝縮可能な蒸発ガスと窒素ガスの量を演算する（Ｓ２９）
Ｓ２９によって演算された量の蒸発ガスと窒素ガスとなるように調節弁３７と第２調節弁５５を制御して液化ガス３に蒸発ガスと窒素ガスを混合する（Ｓ３１）。

【0045】

Ｓ２７の選択において、蒸発ガスの処理量を優先した場合、蒸発ガス処理量を最大にして、これに窒素ガスを加えた場合に凝縮可能な蒸発ガス流量と窒素ガス流量を演算する（Ｓ３３）。
Ｓ３３によって演算された量の蒸発ガスと窒素ガスとなるように調節弁３７と第２調節弁５５を制御して液化ガス３に蒸発ガスと窒素ガスを混合する（Ｓ３５）。

【0046】

本実施の形態によれば、窒素ガスに加えて蒸発ガスを減熱ガスとして利用することができ、実施の形態１の効果に加えて、蒸発ガスの処理をしつつ減熱を確実に行うことができるという効果が得られている。
また、蒸発ガスをセカンダリポンプで昇圧する前の低圧状態にある液化ガス３に混合するようにしているので、蒸発ガスの圧力も低圧でよく、蒸発ガスの圧縮昇圧に用いる蒸発ガス圧縮機４７が小規模なもので済み、設備費、動力費が低減できる。

【0047】

なお、上記の実施の形態２においては、一つの混合器１１に対して蒸発ガスと窒素ガスを供給して混合する例を示したが、例えば図５に示すように、蒸発ガスを液化ガス３に供給して混合する第１混合器５９と、蒸発ガスが混合された液化ガス３に窒素ガスを供給して混合する第２混合器６１とを設けるようにしてもよい。この場合、第１混合器と、第２混合器はどちらを上流側にしてもかまわないが、以下の理由から、蒸発ガスを液化ガス３に供給して混合する第１混合器５９を上流側に配置する方が望ましい。

【0048】

蒸発ガスは窒素ガスと比較して熱量が大きいため、減熱量が同じであれば液化ガスに混合するガス量は蒸発ガスの方が窒素ガスよりも格段に多くなる。
また、Ｓ２７の選択において、熱量を優先した場合であっても、できるだけ蒸発ガスの混合量を多くすることが望まれる。
このようなことから、Ｓ２７の選択において、蒸発ガスの処理量を優先した場合は当然のことながら、熱量を優先した場合であっても、液化ガスに混合するガス量としては蒸発ガスの方が窒素ガスよりも多くなる。
そして、一般に、ガス量が多くなるほど、ガスが完全に凝縮するまでにより多くの時間を要する。そのため、多量のガスを混合することになる第1混合器をセカンダリポンプ１３からの距離が遠い上流側に設置する方が、セカンダリポンプ１３にガスが流入する可能性を低減できる。

【0049】

また、予め液化ガス３や蒸発ガスの熱量が分かっている場合には、液化ガス払出ライン７に設置された第１熱量計１９や蒸発ガス供給ライン４３に設置された第２熱量計４９の計測値を用いないで、上記の既知の値を用いて熱量制御を行うようにしてもよい。
なお、実施の形態１と同様、（Ｓ１１）および（Ｓ１９）において、第1計測器２３にて熱量を計測して制御するフィードフォワード制御の代わりに、混合器１１出口側の第２計測器２９にて熱量を計測するようにして（図示せず）、蒸発ガスおよび／または窒素ガス量を調整するようにしても良い（フィードバック制御）。
さらに、第1計測器２３と第２計測器２９の両方で熱量を計測し、第1計測器２３の計測値から蒸発ガス流量および窒素ガス流量を演算するとともに、さらに、減熱後の液化ガスの熱量実測値を目標熱量値に近づけるように、蒸発ガスおよび／または窒素ガス量を調整するようにしても良い。

【符号の説明】

【0050】

１ 液化ガスの減熱装置
３ 液化ガス
５ 貯留槽
７ 液化ガス払出ライン
９ プライマリポンプ
１１ 混合器
１３ セカンダリポンプ
１５ バルブ
１７ 気化器
１９ 第１熱量計
２１ 第１流量計
２３ 第１計測器
２５ 圧力計
２７ 温度計
２９ 第２計測器
３１ 窒素ガスタンク
３３ 減熱ガス供給ライン
３５ 流量計
３７ 流量調節弁
３９ 熱量・ガス流量調整装置
４１ 液化ガスの減熱装置（実施の形態２）
４３ 蒸発ガス供給ライン
４５ 圧力計
４７ 蒸発ガス圧縮機
４９ 第２熱量計
５１ 第２流量計
５３ 第３計測器
５５ 第２流量調節弁
５７ 熱量・ガス流量調整装置（実施の形態２）
５９ 第１混合器
６１ 第２混合器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】