特開 2023-89737 配管システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023089737

(43)【公開日】2023-06-28

(54)【発明の名称】配管システム

(51)【国際特許分類】

   F17D 1/05 20060101AFI20230621BHJP

   F16L 59/147 20060101ALI20230621BHJP

   F16L 59/075 20060101ALI20230621BHJP

   F16L 53/30 20180101ALI20230621BHJP

【ＦＩ】

F17D1/05

F16L59/147

F16L59/075

F16L53/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021204431

(22)【出願日】2021-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135220

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 祥二

(72)【発明者】

【氏名】山根 裕也

(72)【発明者】

【氏名】山本 邦裕

(72)【発明者】

【氏名】木元 健太

(72)【発明者】

【氏名】合志 義亜

【テーマコード（参考）】

3H025

3H036

3J071

【Ｆターム（参考）】

3H025AB01

3H025AB05

3H036AA02

3H036AB18

3H036AB25

3H036AB33

3H036AE09

3H036AE13

3J071AA23

3J071CC06

3J071CC07

3J071DD04

3J071DD36

3J071EE27

3J071FF03

(57)【要約】

【課題】液化酸素の発生を抑えることができる配管システムを提供する。
【解決手段】配管システムは、極低温のガスを発生する発生源から輸送先に低温ガスを送る配管システムにおいて、発生源に接続され、真空断熱二重管で構成される第１配管と、輸送先に接続される第２配管と、第１配管及び第２配管に夫々接続され、そこを流れるガスに熱を与える予熱部とを備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

極低温のガスを発生する発生源から輸送先に低温ガスを送る配管システムにおいて、
前記発生源に接続され、真空断熱二重管で構成される第１配管と、
前記輸送先に接続される第２配管と、
前記第１配管及び前記第２配管に夫々接続され、内部を流れるガスに熱を与える予熱部とを備える、配管システム。

【請求項2】

前記第２配管は、外周面が断熱性を有する被覆部材によって被覆されている断熱配管である、請求項１に記載の配管システム。

【請求項3】

前記予熱部は、予熱配管部と、外気伝熱部を有し、
前記予熱配管部は、前記第１配管及び前記第２配管に接続され、
前記外気伝熱部は、前記予熱配管部の外周面に設けられ、且つ外気の熱を前記予熱配管部を介してそこを流れるガスに与える、請求項１又は２に記載の配管システム。

【請求項4】

前記外気伝熱部は、複数のフィンを有し、
前記複数のフィンは、外方に突出し且つ前記予熱配管部が延在する方向に互いに間隔をあけるように前記予熱配管部に設けられている、請求項３に記載の配管システム。

【請求項5】

前記予熱部は、前記予熱配管部に対する入熱を遮断する断熱部材を有し、
前記断熱部材は、前記予熱配管部の外周面であって前記隣接するフィンの間に形成される複数の間隙のうち少なくとも１か所に設けられている、請求項４に記載の配管システム。

【請求項6】

前記外気伝熱部は、前記予熱配管部と間をあけて前記予熱配管部の周りに形成され、前記予熱配管部との間に封入ガスが封入されている外套を有している、請求項３に記載の配管システム。

【請求項7】

前記外気伝熱部は、前記予熱配管部と前記外套とに架設されている伝熱体を更に有している、請求項６に記載の配管システム。

【請求項8】

前記第１配管は、前記発生源の排出管であり、
前記予熱部は、前記排出管に取り付けられている、請求項１乃至７の何れか１つに記載の配管システム。

【請求項9】

前記第２配管を流れるガスの温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の検出結果に基づいて前記予熱部の動作を制御する制御装置と、を更に備え、
前記予熱部は、前記第１配管及び前記第２配管に接続される予熱配管部と、熱を発生可能な発熱部と、を有し、
前記発熱部は、前記予熱配管部に設けられ、且つ発生した熱を前記予熱配管部を介してそこを流れるガスに与え、
前記制御装置は、前記温度検出部の検出結果に基づいて前記発熱部の発熱量を制御する、請求項１又は２に記載の配管システム。

【請求項10】

前記第１配管から分岐し、前記真空断熱二重管で構成される第３配管と、
前記第３配管に接続され、前記第２配管に合流する第４配管と、
前記第２配管において前記第４配管との合流点より上流側及び前記第４配管の少なくとも一方に設けられる制御弁と、を更に備える請求項１乃至８の何れか１つに記載の配管システム。

【請求項11】

ガスの温度を検出する温度検出部と、
前記第２配管において前記第４配管との合流点より上流側に介在する前記制御弁である第１開閉弁と、
前記第４配管に介在する前記制御弁である第２開閉弁と、
前記温度検出部の検出結果に応じて前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を開閉する制御装置と、を備える、請求項１０に記載の配管システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、極低温のガスを発生する発生源から輸送先に低温ガスを送る配管システム。

【背景技術】

【0002】

液化ガスの荷役を行う荷役設備があり、その一例として例えば特許文献１に記載される荷役設備が知られている。特許文献１の荷役設備では、払出タンク（例えばＬＮＧ船のタンク）から受入タンク（例えば基地のタンク）にＬＮＧが払出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１―９９５００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の荷役設備では、タンク内においてＬＮＧが気化してボイルオフガスが発生する。発生するボイルオフガスは、それを有効に利用するために様々な施設、設備、機器、及び装置等の輸送先に送られる。輸送先の１つとして、例えば発電設備がある。発電設備では、ボイルオフガスが低温である程、利用効率が高い。それ故、タンクと発電設備との間を繋ぐ配管システムでは、ガスの温度を低温に保つことが求められている。それ故、配管システムでは、配管に保冷材を被覆させた断熱配管によってガスが低温に保たれている。これにより、利用効率の高い低温のボイルオフガスを発電設備に送っている。

【0005】

他方、特許文献１の荷役設備で荷役する液化ガスは、ＬＮＧが想定されているが、荷役される液化ガスにはＬＮＧの他に液化水素や液化ヘリウムがある。液化水素や液化ヘリウムの沸点は、ＬＮＧの沸点に比べてかに低温、即ち極低温である。それ故、前述するような断熱配管で液化水素及び液化ヘリウムのボイルオフガスを輸送する場合、配管周りの大気に含まれる酸素が液化温度以下まで冷却される。これにより、配管周りに液化酸素が発生する可能性がある。

【0006】

そこで本発明の目的は、液化酸素の発生を抑えることができる配管システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の配管システムは、極低温のガスを発生する発生源から輸送先に低温ガスを送る配管システムにおいて、前記発生源に接続され、真空断熱二重管で構成される第１配管と、前記輸送先に接続される第２配管と、前記第１配管及び前記第２配管に夫々接続され、内部を流れるガスに熱を与える予熱部とを備えるものである。

【0008】

本発明に従えば、第１配管が真空二重断熱構造であるので、第１配管の周りに液化酸素が発生することが抑制できる。また、予熱部によってガスを極低温から低温へと一気に昇温して第２配管に流すことができるので、第２配管の周りに液化酸素が発生することが抑制できる。これにより、配管システムにおいて配管の周りに液化酸素が発生することを抑制できる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、液化酸素の発生を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態に係る配管システムを示す概略図である。

【図2】第１実施形態に係る配管システムの予熱部の構成を示す図である。

【図3】第２実施形態に係る配管システムの予熱部の構成を示す図である。

【図4】第３実施形態に係る配管システムの予熱部の構成を示す図である。

【図5】第４実施形態に係る配管システムの予熱部の構成を示す図である。

【図6】第５実施形態に係る配管システムの予熱部の構成を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る第１乃至第５実施形態の配管システム１，１Ａ～１Ｄについて前述する図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する配管システム１，１Ａ～１Ｄは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

【0012】

［第１実施形態］
＜荷役設備等＞
荷役設備２は、液化水素及び液化ヘリウム等の極低温の液化ガスを船舶（図示せず）と陸上設備との間で荷役するための設備である。本発明において「極低温」は、大気中に含まれる酸素を液化させる温度である。本実施形態において、「極低温」は、例えば－１８３度未満である。なお、前述する極低温の温度範囲は、大気中に含まれる酸素を液化させる温度であればよく、前述する温度範囲に限定されない。荷役設備２は、液化ガスタンク２ａを備えている。本実施形態において、荷役設備２が荷役する液化ガスは、液化水素であって、液化ガスタンク２ａは、水素タンクである。発生源の一例である水素タンク２ａは、液化水素を貯留している。そして、水素タンク２ａでは、入熱によって貯留される液化水素の一部が気化する。これにより、水素タンク２ａ内に極低温のボイルオフガスが発生する。なお、発生源は、水素タンク２ａに限定されない。例えば、発生源は、荷役設備２において液化水素が流れる荷役輸送用の配管の場合もあり、荷役設備２において液化水素が流れる箇所は何れも発生源となり得る。

【0013】

＜冷熱発電設備等＞
輸送先の冷熱発電設備３は、水素タンク２ａで発生するボイルオフガスを用いて発電する設備である。より詳細に説明すると、冷熱発電設備３は、配管システム１を介して荷役設備２に接続されている。冷熱発電設備３には、荷役設備２から配管システム１を介してボイルオフガスが送られる。そして、冷熱発電設備３は、送られたボイルオフガスの冷熱を用いて発電する。また、冷熱発電設備３は、ボイルオフガスの温度が低いほど利用効率が高くなっている。なお、本実施形態において、輸送先は冷熱発電設備３であるが、輸送先は再液化設備及び低温圧縮機であってもよい。即ち、輸送先は、発生源からボイルオフガスを低温状態で輸送される設備及び機器等（特に送られるボイルオフガスが低温状態の方が利用効率が高い設備及び機器等）であればよい。ここで、低温は、大気中に含まれる酸素を液化させない温度であり、例えば－１８３度以上－５０度未満である。なお、前述する低温の温度範囲は、大気中に含まれる酸素を液化させない温度であればよく、その温度範囲に限定されない。

【0014】

＜配管システム＞
配管システム１は、水素タンク２ａから冷熱発電設備３に低温ガスを送る。この際、配管システム１は、水素タンク２ａから排出される極低温のガス（ボイルオフガス）に熱を与える。そのため、配管システム１は、そこを流れるガスの温度を極低温から低温域まで上昇させる。そして、配管システム１は、昇温したガスを低温に保ちながら冷熱発電設備３に送る。より詳細に説明すると、配管システム１は、第１配管１１と、第２配管１２と、予熱部１３とを備えている。

【0015】

第１配管１１は、水素タンク２ａに接続されている。より詳細に説明すると、第１配管１１は、水素タンク２ａに設けられるガス排出管（即ち、ボイルオフガス排出管）である。なお、第１配管１１は、必ずしもガス排出管である必要はなく、ガス排出管に先に設けられる別の配管であってもよい。また、第１配管１１は、真空断熱二重管で構成されている。即ち、第１配管１１は、内筒１１ａ及び外筒１１ｂとを有している。内筒１１ａは、その中に極低温のガスを流す。外筒１１ｂは、内筒１１ａに外装されている。そして、外筒１１ｂは、内筒１１ａと間に真空層１１ｃを形成している。

【0016】

第２配管１２は、冷熱発電設備３に接続されている。より詳細に説明すると、第２配管１２は、後述する予熱部１３から冷熱発電設備３まで延びる配管である。そして、第２配管１２は、その外周面が断熱性を有する被覆部材１２ｂによって被覆されている断熱配管で構成されている。即ち、第２配管１２は、配管部分１２ａと、被覆部材１２ｂとを有している。配管部分１２ａは、その中にガスを流す。被覆部材１２ｂは、配管部分１２ａの外表面に被覆されている。被覆部材１２ｂは、断熱性を有する部材である。被覆部材１２ｂは、例えば断熱性を有する発泡樹脂から成り、本実施形態においてＰＵＦ（ポリウレタンフォーム）から成る。

【0017】

予熱部１３は、第１配管１１及び第２配管１２に夫々接続されている。より詳細に説明すると、予熱部１３は、第１配管１１及び第２配管１２との間に介在している。また、予熱部１３は、その中にガスを流す。即ち、予熱部１３は、第１配管１１の中を流れる極低温のガスを予熱部１３の中に導く。そして、予熱部１３は、低温のガスを第２配管１２に流す。更に、予熱部１３は、そこを流れるガスに熱を与える。そして、予熱部１３は、極低温のガスの温度を低温まで上昇させる。

【0018】

より詳細に説明すると、予熱部１３は、図２に示すように予熱配管部１３ａと、外気伝熱部１３ｂとを有している。予熱配管部１３ａは、第１配管１１から第２配管１２に延在している。そして、予熱配管部１３ａは、第１配管１１及び第２配管１２に夫々接続されている。予熱配管部１３ａは、その中にガスを流す。即ち、予熱配管部１３ａは、第１配管１１から流れるガスをその中を介して第２配管１２に導く。本実施形態において、予熱配管部１３ａは、円筒状に形成されている。但し、予熱配管部１３ａの形状は、円筒状に限定されない。

【0019】

外気伝熱部１３ｂは、予熱配管部１３ａの外周面に設けられている。また、外気伝熱部１３ｂは、外気（例えば大気又は施設等の室内の空気等）の熱を予熱配管部１３ａを介してそこを流れるガスに与える。より詳細に説明すると、外気伝熱部１３ｂは、外気の熱を取り込み、外気の熱を予熱配管部１３ａに与えて予熱配管部１３ａを温める。これにより、予熱配管部１３ａ内を流れるガスが温められる。本実施形態において、外気伝熱部１３ｂは、複数のフィン２１である。以下では、複数のフィン２１が更に詳細に説明される。

【0020】

複数のフィン２１は、外方に突出するように予熱配管部１３ａに夫々設けられている。より詳細に説明すると、複数のフィン２１は、予熱配管部１３ａの半径方向外方に突出している。本実施形態において、複数のフィン２１は、予熱配管部１３ａの外周面において周方向全周にわたって形成されている。また、複数のフィン２１は、予熱配管部１３ａが延在する方向（以下、「延在方向」という）に互いに間隔をあけるように予熱配管部１３ａの外周面に設けられている。

【0021】

このように構成されている配管システム１では、水素タンク２ａで発生したボイルオフガスが第１配管１１を介して予熱部１３に導かれる。予熱部１３は、予熱部１３を流れるガスに熱を与える。より詳細に説明すると、予熱部１３において、複数のフィン２１が外気の熱を取り込む。そして、複数のフィン２１は、取り込んだ熱を予熱配管部１３ａに与える。これにより、予熱配管部１３ａが温められる。更に、温められた予熱配管部１３ａが予熱配管部１３ａを流れるガスに与える。即ち、複数のフィン２１が取り込んだ熱が予熱配管部１３ａを介して予熱配管部１３ａを流れるガスに与えられる。これにより、予熱配管部１３ａを流れるガスの温度を極低温から低温へと昇温させることができる。そして、昇温したガスは、第２配管１２を介して冷熱発電設備３に送られる。

【0022】

このように構成されている配管システム１によれば、第１配管１１が真空二重断熱構造であるので、第１配管１１の周りに液化酸素が発生することを抑制できる。また、予熱部１３によってガスを極低温から低温へと一気に昇温して第２配管１２に流すことができる。それ故、第２配管１２の周りに液化酸素が発生することを抑制できる。これにより、配管システム１において配管の周りに液化酸素が発生することを抑制できる。そして、配管システム１では、第２配管１２が被覆部材１２ｂによって被覆されているので、第２配管１２を流れるガスを低温に保ちながら冷熱発電設備３に送ることができる。これにより、冷熱発電設備３におけるガスの利用効率の低減を抑制することができる。

【0023】

また、配管システム１によれば、外気の熱が外気伝熱部１３ｂ及び予熱配管部１３ａを介してその中を通るガスに与えられる。極低温のガスと外気とでは大きな温度差があるので、極低温のガスが急速に温められる。それ故、ガスを極低温から低温へと一気に昇温することができる。また、外気伝熱部１３ｂは、外気の熱を伝熱させる構成であるので、複雑な構成を有しない。それ故、配管システム１の製造コストを抑えることができる。

【0024】

更に、配管システム１によれば、複数のフィン２１を外気に晒すことによって、外気の熱が複数のフィン２１及び予熱配管部１３ａを通ってその中を通るガスに与えられる。それ故、ガスを極低温から低温へと一気に昇温することができる。特に、複数のフィン２１を設けることによって外気に触れる面積を大きくできるので、予熱部１３においてより大きな熱量の熱を取り込んでガスに与えることができる。また、複数のフィン２１を設けることによって予熱部１３の外周面の表面積を大きくできるので、予熱部１３の外周面の温度低下を抑制することができる。これにより、予熱部１３の外周面において液化酸素が発生し難くすることができる。更に複数のフィン２１を予熱配管部１３ａに設ける簡単な構成であるので、配管システム１の製造コストを抑えることができる。

【0025】

更に、配管システム１によれば、水素タンク２ａの排出管である第１配管１１に予熱部１３を取り付ける構造であるので、第１配管１１の長さを短くすることができる。これにより、真空断熱二重管の部分を低減することができるので、配管システム１のコストを低減することができる。

【0026】

［第２実施形態］
第２実施形態の配管システム１Ａは、第１実施形態の配管システム１と構成が類似している。従って、第２実施形態の配管システム１Ａの構成については、主に第１実施形態の配管システム１と異なる点が説明され、同一の構成については同一の符号を付して説明が省略される。なお、後述する第３乃至第５実施形態の配管システム１Ｂ乃至１Ｄについても同様である。

【0027】

第２実施形態の配管システム１Ａは、図３に示すように第１配管１１と、第２配管１２と、予熱部１３Ａとを備えている。予熱部１３Ａは、予熱配管部１３ａと、外気伝熱部１３ｂと、断熱部材１３ｃとを有している。断熱部材１３ｃは、予熱配管部１３ａの外周面に設けられている。また、断熱部材１３ｃは、互いに隣接する２つのフィン２１の間に形成される複数の間隙１３ｄのうちの少なくとも１か所に設けられている。そして、断熱部材１３ｃは、予熱配管部１３ａに対する入熱を遮断する。より詳細に説明すると、断熱部材１３ｃは、例えば断熱性を有する発泡樹脂から成り、本実施形態においてＰＵＦ（ポリウレタンフォーム）から成る。また、断熱部材１３ｃは、円環状に形成されている。予熱配管部１３ａの外周面には、複数のフィン２１が間隔をあけて設けられることによって、円環状の間隙１３ｄが複数形成されている。断熱部材１３ｃは、予熱配管部１３ａの外周面であって複数の間隙１３ｄのうち少なくとも１か所において外装されている。本実施形態において、断熱部材１３ｃは、全ての間隙１３ｄにおいて予熱配管部１３ａの外周面に外装されている。なお、断熱部材１３ｃは、必ずしも円環状に形成されている必要はなく間隙１３ｄにおいて部分的に設けられてもよい。

【0028】

第２実施形態の配管システム１によれば、外気から複数のフィン２１及び予熱配管部１３ａに取り込まれる熱量を断熱部材１３ｃによって制限することができる。即ち、外気から複数のフィン２１及び予熱配管部１３ａを介してガスに与えられる熱量（入熱量）を断熱部材１３ｃによって調整することができる。例えば、断熱部材１３ｃの厚み及び設置する個所等によって入熱量を調整することができ、ガスの温度が上がりすぎることを抑制できる。

【0029】

その他、第２実施形態の配管システム１Ａは、第１実施形態の配管システム１と同様の作用効果を奏する。

【0030】

［第３実施形態］
第３実施形態の配管システム１Ｂは、図４に示すように第１配管１１と、第２配管１２と、予熱部１３Ｂとを備えている。予熱部１３Ｂは、間に封入ガスが封入された二重管で構成されている。より詳細に説明すると、予熱部１３Ｂは、予熱配管部１３ａと、外套２３と、伝熱体２４を有している。外套２３は、予熱配管部１３ａと間をあけて予熱配管部１３ａの周りに形成されている。そして、外套２３は、予熱配管部１３ａとの間に封入ガスが封入されている。これにより、予熱配管部１３ａの周りには、外套２３との間にガス層２５が形成されている。封入ガスは、極低温の状態において気体として存在し得るガスである。本実施形態において、封入ガスは、ヘリウムガスである。従って、外套２３と予熱配管部１３ａとの間には、ヘリウムガス層２５が形成されている。なお、封入ガスは、ヘリウムガスに限定されず、極低温状態であっても気化しているものであればよい。

【0031】

より詳細に説明すると、外套２３は、本体部分２３ａと継手部分２３ｂとを有している。本体部分２３ａは、予熱配管部１３ａの外周面の周りに半径方向外方に間隔をあけ且つ全周にわたって形成されている。より詳細に説明すると、本体部分２３ａは、円筒状に形成されている。そして、本体部分２３ａは、予熱配管部１３ａに半径方向外方に間隔をあけて外装されている。そして、本体部分２３ａの延在方向両端部は、塞がれている。これにより、本体部分２３ａの中には、円環状の空間２３ｃが形成されている。そして、空間２３ｃにヘリウムガスが封入されることによって、本体部分２３ａと予熱配管部１３ａとの間にヘリウムガス層２５（より詳しくは、第１ヘリウム層２５ａ）が形成されている。また、本体部分２３ａは、第１配管１１の外筒１１ｂに対して延在方向において距離あけて配置されている。これにより、第１配管１１の外筒１１ｂと本体部分２３ａとの間の隙間２３ｄが形成されている。

【0032】

継手部分２３ｂは、第１配管１１の外筒１１ｂと本体部分２３ａとの間の隙間２３ｄを全周にわたって覆っている。より詳細に説明すると、継手部分２３ｂは、外筒１１ｂ及び本体部分２３ａにおいて互いに対向する端部に架け渡されている。これにより、第１配管１１の外筒１１ｂと本体部分２３ａとの間の隙間２３ｄが密閉されている。そして、密閉された隙間２３ｄにヘリウムガスが封入されることによって、本体部分２３ａと予熱配管部１３ａとの間にヘリウムガス層２５（より詳しくは、第２ヘリウム層２５ｂ）が形成されている。

【0033】

伝熱体２４は、予熱配管部１３ａと外套２３とに架設されている。より詳細に説明すると、伝熱体２４は、予熱配管部１３ａと外套２３の本体部分２３ａとに架設されている。本実施形態において、伝熱体２４は、空間２３ｃに複数配置されている。例えば、複数の伝熱体２４は、空間２３ｃにおいて延在方向の一部分に配置され、且つ周方向に間隔をあけて配置されている。そして、伝熱体２４の各々が予熱配管部１３ａと本体部分２３ａとに架設されている。これにより、外套２３において取り入れた外気の熱を伝熱体２４を介して予熱配管部１３ａにより多く伝えることができる。

【0034】

第３実施形態の配管システム１Ｂによれば、予熱部１３Ｂが封入ガス入りの二重管であるので、外気の熱は封入ガスを介して予熱配管部１３ａに流れるガスに伝わる。それ故、ガスを極低温から低温へとより早く昇温することができる。また、封入ガスを封入するので、真空引きして構成される真空断熱二重管よりも容易に製造することができる。それ故、配管システム１の製造コストを抑えることができる。

【0035】

また、第３実施形態の配管システム１Ｂによれば、封入ガスより伝熱効率が高い伝熱体２４を予熱配管部１３ａと外套２３とに架設することによって、外気からの入熱量を増加させることができる。これにより、予熱部１３Ｂの長さを短くすることができる。

【0036】

その他、第３実施形態の配管システム１Ｂは、第１実施形態の配管システム１と同様の作用効果を奏する。

【0037】

［第４実施形態］
第４実施形態の配管システム１Ｃは、図４に示すように第１配管１１と、第２配管１２と、予熱部１３Ｃと、温度検出部１４と、制御装置１５と、を備えている。予熱部１３Ｃは、予熱配管部１３ａと、発熱部１３ｅとを有している。発熱部１３ｅは、予熱配管部１３ａに設けられている。そして、発熱部１３ｅは、熱を発生し且つ発生した熱を予熱配管部１３ａを介して予熱部１３を流れるガスに与える。より詳細に説明すると、発熱部１３ｅは、電熱線である。発熱部１３ｅは、予熱配管部１３ａの外周面に設けられている。更に詳細に説明すると、発熱部１３ｅは、予熱配管部１３ａの外周面においてコイル状に巻かれている。なお、発熱部１３ｅは、必ずしも予熱配管部１３ａの外周面に巻かれている必要はなく、予熱配管部１３ａの中に埋設されていてもよい。また、発熱部１３ｅは、渦状に巻かれて予熱配管部１３ａの外周面に設けられていてもよい。更に、発熱部１３ｅは、予熱配管部１３ａの一部分に巻かれていているが、予熱配管部１３ａ全体に巻かれていてもよい。

【0038】

温度検出部１４は、第２配管１２を流れるガスの温度を検出する。より詳細に説明すると、温度検出部１４は、第２配管１２において予熱配管部１３ａ側に設けられている。但し、温度検出部１４は、必ずしも第２配管１２において予熱配管部１３ａ側である必要はなく、冷熱発電設備３側（即ち、輸送先側）に設けられてもよい。そして、温度検出部１４は、例えばその検出部分１４ａが第２配管１２内に突き出るように第２配管１２に設けられている。

【0039】

制御装置１５は、温度検出部１４の検出結果に基づいて予熱部１３Ｃの動作を制御する。より詳細に説明すると、制御装置１５は、温度検出部１４の検出結果に基づいて発熱部１３ｅの発熱量を制御する。即ち、制御装置１５は、温度検出部１４の検出結果であるガスの温度が所定温度（極低温より大きく低温の範囲内）より低い場合、発熱部１３ｅで発生する熱量を大きくする。他方、制御装置１５は、温度検出部１４の検出結果であるガスの温度が所定温度より高い場合、発熱部１３ｅで発生する熱量を小さくする。例えば、制御装置１５は、発熱部１３ｅに流す電流（電流値又はデューティ比）を制御することによって、発熱部１３ｅの発熱量を制御する。

【0040】

このように第４実施形態の配管システム１Ｃによれば、発熱部１３ｅの発熱量を制御することによって、予熱配管部１３ａから第２配管１２へと流れるガスの温度を精度よく調整することができる。

【0041】

その他、第４実施形態の配管システム１Ｃは、第１実施形態の配管システム１と同様の作用効果を奏する。

【0042】

［第５実施形態］
第５実施形態の配管システム１Ｄは、図６に示すように第１配管１１と、第２配管１２と、予熱部１３と、第３配管１６と、第４配管１７と、第１開閉弁１８と、第２開閉弁１９と、温度検出部１４Ｄと、制御装置１５Ｄと、を備えている。第３配管１６は、第１配管１１から分岐するように形成されている。そして、第３配管１６は、真空断熱二重管で構成されている。即ち、第３配管１６は、第１配管１１と同様に、内筒１６ａ及び外筒１６ｂとを有している。内筒１６ａは、その中にガスを流し、また外筒１６ｂは、内筒１６ａに外装されている。そして、外筒１６ｂは、内筒１６ａと間に真空層１６ｃを形成している。

【0043】

第４配管１７は、第３配管１６に接続され、第２配管１２に合流する。そして、第４配管１７は、断熱配管で構成されている。即ち、第４配管１７は、第２配管１２と同様に、配管部分１７ａと、被覆部材１７ｂとを有している。配管部分１７ａは、その中にガスを流す。被覆部材１７ｂは、配管部分１７ａの外表面に被覆されている。被覆部材１７ｂは、断熱性を有する部材である。被覆部材１７ｂは、例えば断熱性を有する発泡樹脂から成り、本実施形態においてＰＵＦ（ポリウレタンフォーム）から成る。

【0044】

制御弁の一例である第１開閉弁１８は、第２配管１２において第４配管１７と合流する合流点ｇより上流側に介在している。そして、第１開閉弁１８は、開閉可能に構成されている。また、制御弁の一例である第２開閉弁１９は、第４配管１７に介在している。第２開閉弁１９もまた、開閉可能に構成されている。第１開閉弁１８及び第２開閉弁１９は、例えば電磁開閉弁である。

【0045】

温度検出部１４Ｄは、第１配管１１を流れるガスの温度を検出する。より詳細に説明すると、温度検出部１４Ｄは、第１配管１１において第３配管１６が分岐する分岐点ｂより水素タンク２ａ側（即ち、発生源側）に設けられている。但し、温度検出部１４Ｄは、必ずしも第１配管１１において発生源側である必要はなく、予熱部１３側に設けられてもよい。そして、温度検出部１４は、その検出部分１４ａを第１配管１１内に突き出させるように第１配管１１に設けられている。

【0046】

制御装置１５Ｄは、温度検出部１４Ｄの検出結果に基づいて第１開閉弁１８及び第２開閉弁１９の開閉動作を制御する。例えば、制御装置１５は、温度検出部１４Ｄが所定温度以上である場合、検出結果に基づいて第１開閉弁１８を開き、且つ第２開閉弁１９を閉じる。これにより、第２配管１２へと流れるガスが無駄に温められることを抑制できる。他方、制御装置１５は、温度検出部１４Ｄが所定温度未満である場合、第１開閉弁１８を閉じ、且つ第２開閉弁１９を開く。これにより、ガスを所定温度以上にして第２配管１２に流すことができる。

【0047】

第５実施形態の配管システム１Ｄによれば、第１開閉弁１８又は第２開閉弁１９の動作を制御することによって、合流後の低温ガスの温度を適度な温度に調整することができる。

【0048】

また、配管システム１Ｄによれば、ガスの温度に応じて第１開閉弁１８及び第２開閉弁１９が夫々開閉される。例えば、ガスの温度が比較的高い場合、第１開閉弁１８を開くことによって無駄にガスが温められることを抑制できる。また、ガスの温度が比較的低い場合、第２開閉弁１９を開くことによって、ガスを温めることができる。

【0049】

その他、第５実施形態の配管システム１Ｄは、第１実施形態の配管システム１と同様の作用効果を奏する。

【0050】

［その他の実施形態］
第１乃至第５実施形態の配管システム１，１Ａ～１Ｄでは、発生源で発生する極低温のボイルオフガスが水素であるが、ヘリウムであってもよい。第３実施形態の配管システム１Ｂにおいて、外套２３は、必ずしも本体部分２３ａと継手部分２３ｂとを有している必要はない。即ち、本体部分２３ａが第１配管１１に達しており、外套２３が継手部分２３ｂを有していなくてもよい。更に、予熱部１３Ｂは、必ずしも伝熱体２４を有する必要はない。

【0051】

また、第４実施形態及び第５実施形態の配管システム１Ｃ，１Ｄでは、温度検出部１４，１４Ｄがガスの温度を直接検出しているが、第１配管１１及び第２配管１２の温度によってガスの温度を推定することによってガスの温度を検出してもよい。即ち、温度検出部１４，１４Ｄは、ガスの温度を直接的又は間接的に検出できればよい。

【0052】

更に第５実施形態の配管システム１Ｄには、第１開閉弁１８及び第２開閉弁１９の両方が備わっている、何れか一方だけが備わっていてもよい。また、第５実施形態の配管システム１Ｄに備わる予熱部１３は、第１実施形態の予熱部１３に限定されず、第２乃至第４実施形態の予熱部１３Ａ～１３Ｃの何れかであってもよい。

【符号の説明】

【0053】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 配管システム
２ 荷役設備（発生源）
２ａ 水素タンク（発生源）
３ 冷熱発電設備（輸送先）
１１ 第１配管
１２ 第２配管
１２ｂ 被覆部材
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 予熱部
１３ａ 予熱配管部
１３ｂ 外気伝熱部
１３ｃ 断熱部材
１３ｄ 間隙
１３ｅ 発熱部
１４，１４Ｄ 温度検出部
１５，１５Ｄ 制御装置
１６ 第３配管
１７ 第４配管
１８ 第１開閉弁（制御弁）
１９ 第２開閉弁（制御弁）
２１ フィン
２３ 外套
２４ 伝熱体
ｇ 合流点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】