特開 2023-90269 極低温配管支持構造

(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】P2023090269

(43)【公開日】2023-06-29

(54)【発明の名称】極低温配管支持構造

(51)【国際特許分類】

   F16L 3/00 20060101AFI20230622BHJP

   F16L 59/02 20060101ALI20230622BHJP

【ＦＩ】

F16L3/00 E

F16L59/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021205150

(22)【出願日】2021-12-17

(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】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100127797

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 晴洋

(72)【発明者】

【氏名】田子 和仁

【テーマコード（参考）】

3H023

3H036

【Ｆターム（参考）】

3H023AA03

3H023AB07

3H023AC51

3H023AE07

3H036AA02

3H036AB13

3H036AB15

3H036AB18

3H036AB24

3H036AC06

3H036AE03

(57)【要約】

【課題】極低温流体を流通させる配管の支持構造体の低温脆化を抑制可能な極低温配管支持構造を提供する。
【解決手段】極低温配管支持構造ＴＳ１は、極低温流体を流通させる配管１と、基台１０上で配管１を支持する支持部材２と、配管１に対して断熱され、当該配管１の外周面から滴下する液体を受けるトレイ６と、を備える。支持部材２は、配管１に溶接される上方支持具３と、基台１０に対して相対移動が可能な下方支持具４と、上方支持具３と下方支持具４との間に配置され断熱材で形成された断熱部５を含む。トレイ６は、断熱部５で保持される保持部６４を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

極低温流体を流通させる配管と、
基台上で前記配管を支持する支持部材と、
前記配管に対して断熱され、当該配管の外周面から滴下する液体を受けるトレイと、
を備える極低温配管支持構造。

【請求項2】

請求項１に記載の極低温配管支持構造において、
前記支持部材は、断熱材で形成された断熱部を含み、
前記トレイは、前記断熱部で保持される保持部を有する、極低温配管支持構造。

【請求項3】

請求項２に記載の極低温配管支持構造において、
前記支持部材は、
前記配管に固着されたリブ状部材からなる上端支持部と、
前記基台に対してスライド可能な下端支持部と、
前記上端支持部と前記下端支持部との間の前記断熱部と、
を備える、極低温配管支持構造。

【請求項4】

請求項３に記載の極低温配管支持構造において、
前記上端支持部は、前記配管の下端に溶接される上端部と、前記断熱部に固定される下端部とを備え、前記配管の管軸方向に延びる１枚のリブ状部材からなる、極低温配管支持構造。

【請求項5】

請求項３に記載の極低温配管支持構造において、
前記上端支持部は、
それぞれ前記配管の下端に溶接される上端部と、前記断熱部に固定される下端部とを備え、前記配管の管軸と直交して配置される一対のリブ状部材と、
前記一対のリブ状部材を繋ぐ連結部材と、を備える、極低温配管支持構造。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の極低温配管支持構造において、
前記基台は、水平方向に延びる柱状構造物からなり、
前記トレイは、前記柱状構造物の幅員よりも幅広のサイズを有する、極低温配管支持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、極低温の流体を流通させる配管の支持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば液化水素のような極低温の液化ガスを流通させる配管として、真空二重管構造を備えた断熱性配管が知られている（特許文献１）。極低温の液化ガスの貯留施設等では、前記断熱性配管のほか、例えばボイルオフガスの排出用の配管などとして、一時的に極低温ガスが流通される間欠低温配管が敷設されることがある。前記間欠低温配管としては、一般的に断熱層を具備しない配管が用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２０９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

極低温流体を流通させる配管、とりわけ上掲の間欠低温配管のように断熱層を具備しない配管に極低温ガスを流通させると、当該配管の周囲の気体を液化させる場合がある。液化した気体が当該配管の支持構造体上に滴下すると、前記支持構造体を低温脆化させることがある。

【0005】

本開示の目的は、極低温流体を流通させる配管の支持構造体の低温脆化を抑制可能な極低温配管支持構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一局面に係る極低温配管支持構造は、極低温流体を流通させる配管と、基台上で前記配管を支持する支持部材と、前記配管に対して断熱され、当該配管の外周面から滴下する液体を受けるトレイと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、極低温流体を流通させる配管の支持構造体の低温脆化を抑制可能な極低温配管支持構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本開示の第１実施形態に係る極低温配管支持構造を示す断面図であって、図２のＩ－Ｉ線断面図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面視図である。

【図3】図３は、第２実施形態に係る極低温配管支持構造を示す断面図であって、図４のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。

【図4】図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。

【図5】図５は、比較例に係る極低温配管支持構造を示す断面図である。

【図6】図６は、第３実施形態に係る極低温配管支持構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本開示に係る極低温配管支持構造の実施形態を詳細に説明する。図１は、本開示の第１実施形態に係る極低温配管支持構造ＴＳ１を示す断面図、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面視図である。図１は、図２のＩ－Ｉ線断面図でもある。極低温配管支持構造ＴＳ１は、基台１０上における配管１の支持構造であって、極低温流体を流通させる配管１、支持部材２およびトレイ６を備える。図１、図２および他の図にはＸＹＺの方向表示を付している。本明細書では、Ｘ方向を配管１が延伸する管軸方向、Ｙ方向を左右方向、Ｚ方向を上下方向と呼ぶことがある。

【0010】

配管１は、金属製の単管であり、例えば液化水素のような極低温の液化ガス若しくは極低温ガスを流通させる配管である。配管１は、一時的に低温ガスが流通される間欠低温配管であってもよい。間欠低温配管は、例えば、極低温液化ガスの貯蔵設備に装備される安全弁から吹き出す極低温ガスや、前記貯蔵設備への液化ガスの導入時等に発生するボイルオフガスの排出用などに用いられる配管である。配管１は、極低温流体を流通可能な配管であれば特に限定はなく、例えば真空二重配管であっても良い。

【0011】

本実施形態の配管１は、断熱層を具備しない配管である。このため、配管１に例えば極低温の水素ガスが長時間流通すると、当該配管１の表面温度が－２００℃以下に低下することがある。このような極低温は、空気の主成分の窒素、酸素の沸点以下であることから、配管１の周囲の空気を凝縮させて液化空気を生成してしまう。つまり、配管１の表面で液化空気が生成され、当該液化空気が配管１から滴下する状況を招来する。

【0012】

基台１０は、配管１の支持土台であり、地面や地上構造物、若しくは船舶上の構造物や甲板、或いはこれらの上に組まれた柱状構造物などを例示することができる。図１および図２では、水平方向に延びる柱状構造物からなる基台１０を例示している。前記柱状構造物としては、炭素鋼などの高強度金属で製作されたパイプラックやフレームラックなどを用いることができる。基台１０の上面１０Ａは水平面であり、配管１を支持する支持部材２が載置されている。

【0013】

支持部材２は、基台１０上で配管１を支持する部材であって、上方支持具３、下方支持具４および断熱部５を備える。上方支持具３は、配管１の直下にあって配管１を直接支持する部材である。下方支持具４は、基台１０の上面１０Ａにスライド可能に配置される部材である。断熱部５は、上方支持具３と下方支持具４との間に介在され、これら支持具３、４を熱的に遮断する部材である。

【0014】

上方支持具３は、ＳＵＳ等の耐低温性を具備する材料、すなわち配管１を流通させる流体の温度域に対応した極低温域においても脆化が発生しない材料で形成され、上端支持部３１、上Ｕ字金具３２および締結部材３３を含む。上端支持部３１は、配管１の管軸方向に延びる１枚のリブ状部材からなる。図１および図２では、上端支持部３１として、Ｙ方向視でＸ方向に細長い矩形の平板であって、Ｙ方向に管径の１／１０程度の厚みを持つリブ状部材を例示している。上端支持部３１は、配管１に固着されている。詳しくは、前記リブ状部材からなる上端支持部３１の上縁である上端部３１１が、配管１の最下端部分に溶接されている。配管１を直接支持する部分である上端支持部３１を１枚のリブ状部材で構成することで、配管１から基台１０へと向かう冷熱の伝達経路を、単一かつ狭い断面積の経路に制限することができる。

【0015】

上Ｕ字金具３２は、上方支持具３において断熱部５に固定される下端部を構成する部材である。上Ｕ字金具３２は、図１に示すように、Ｙ方向の断面で下向きに開口したＵ字型の金具である。上Ｕ字金具３２のＸ方向のサイズは、上端支持部３１と同一である。上Ｕ字金具３２の上端面が上端支持部３１の下縁に溶接されることで、上Ｕ字金具３２は上端支持部３１と一体化されている。締結部材３３は、ボルトおよびナットからなる。前記ボルトは、断熱部５を挟み込んだ上Ｕ字金具３２をＹ方向に貫通し、前記ナットは前記ボルトの貫通端から螺合されている。本実施形態では、３つの締結部材３３が、管軸方向に等間隔に並んで上Ｕ字金具３２に締結されている。

【0016】

下方支持具４は、ＳＵＳや炭素鋼等で形成され、下端支持部４１、下Ｕ字金具４２および締結部材４３を含む。下端支持部４１は、水平方向に配置される平板であり、支持部材２の最下部を構成している。下端支持部４１は、基台１０の上面１０Ａに対してスライド可能である。これにより、支持している配管１が熱伸縮しても、下端支持部４１のスライドにより配管１と基台１０との相対変位が許容され、配管１への熱応力の作用を緩和できる。

【0017】

下Ｕ字金具４２は、Ｙ方向の断面で上向きに開口したＵ字型の金具である。下Ｕ字金具４２のＸ方向のサイズは、下端支持部４１と同一である。下Ｕ字金具４２の下端面が平板状の下端支持部４１の上面に溶接されることで、下Ｕ字金具４２は下端支持部４１と一体化されている。締結部材４３は、ボルトおよびナットからなる。前記ボルトは、断熱部５を挟み込んだ下Ｕ字金具４２をＹ方向に貫通し、前記ナットは前記ボルトの貫通端から螺合されている。３つの締結部材３３とＸ方向の同位置に、３つの締結部材４３が管軸方向に等間隔に並んで下Ｕ字金具４２に締結されている。

【0018】

断熱部５は、Ｙ方向視でＸ方向に長い矩形の平板であって、Ｙ方向に上端支持部３１の２倍程度の厚みを持つ断熱材である。なお、断熱部５の厚みは、強度が高い上端支持部３１と断面係数が合致するように選定することが望ましい。断熱部５のＸ方向のサイズは、上方支持具３および下方支持具４と同一である。もちろん、断熱部５のＸ方向サイズを、上方支持具３および下方支持具４よりも短く、或いは長く設定しても良い。断熱部５は、配管１と、基台１０並びにトレイ６との断熱を図る部材であると共に、配管１を支持する支持部材２の一部を兼ねる部材であるため、剛性に優れた部材であることが望ましい。この観点から、断熱部５としては、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化樹脂）やＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）、硬質ウレタン樹脂などで形成された部材を用いることが望ましい。

【0019】

断熱部５は、配管１に対向する上連結部５１と、基台１０に対向する下連結部５２とを備えている。上連結部５１および下連結部５２には、それぞれ締結部材３３、４３のボルトを貫通させる貫通孔が穿孔されている。上連結部５１は、上Ｕ字金具３２に挟み込まれ、締結部材３３で締結されることにより、上方支持具３に連結一体化されている。下連結部５２は、下Ｕ字金具４２に挟み込まれ、締結部材４３で締結されることにより、下方支持具４に連結一体化されている。このように本実施形態の支持部材２は、配管１に固着される上端支持部３１と、基台１０に対してスライドする下端支持部４１との間が、平板のリブ形状を有する断熱部５で連結された構造を有している。

【0020】

トレイ６は、金属板の折り曲げ体からなり、配管１に対して断熱され、当該配管１の外周面から滴下する液体を受ける部材である。第１実施形態では、断熱部５の左側面および右側面に、それぞれトレイ６が配置された例を示している。トレイ６は、液受け面６１、側板６２、傾斜板６３および保持部６４を備える。左右一対のトレイ６は、断熱部５を挟んで対称の形状を有する。

【0021】

液受け面６１は、ＸＹの水平方向に延びる平板にて構成され、配管１の外表面から滴下する液体を受ける。図２に示すように、液受け面６１のＸ方向サイズは、柱状構造物からなる基台１０の幅員、つまり基台１０のＸ方向幅よりも幅広である。また、液受け面６１のＹ方向サイズは、下方支持具４の下端支持部４１よりも幅広である。このため、液化空気などの極低温液体が、配管１から基台１０および下方支持具４に降り注ぐといった事象を、トレイ６の配置により抑制できる。

【0022】

側板６２は、液受け面６１のＹ方向エッジから上方に折り曲げられた部分である。側板６２により、液受け面６１に受けられた液体のＹ方向エッジからの滴下が防止される。側板６２と断熱部５とで、樋の形状が形成されている。傾斜板６３は、液受け面６１のＸ方向エッジから斜め下方に折り曲げられた部分である。液受け面６１に受けられた液体は、傾斜板６３を伝って滴下する。既述の通り、液受け面６１は基台１０の幅員より広幅であるので、傾斜板６３の直下には基台１０に対して相対移動する下端支持部４１は存在していない。このため、傾斜板６３から滴下する液体は、基本的には下端支持部４１の存在位置には落下しない。

【0023】

保持部６４は、断熱部５で保持される部分である。保持部６４は、側板６２とは反対側の液受け面６１のＹ方向エッジから下方に折り曲げられた部分である。保持部６４は、垂直面である断熱部５の側面に添設され、固定ネジ６５によって断熱部５に固定されている。保持部６４の態様は、トレイ６を断熱部５に保持させ得る限りにおいて制限はなく、例えば断熱部５に設けた係合部に嵌合する態様、ワイヤや帯状バインダーで締結する態様、接着剤で固着する態様であっても良い。断熱部５と保持部６４との間には、受けた液体の漏液を抑止するシール材を介在させることが望ましい。この場合、シール材と接着剤とを兼用させても良い。例えばエポキシ系接着剤を、シール材と接着剤とを兼ねる部材として、断熱部５と保持部６４との間に介在させても良い。

【0024】

以上説明した第１実施形態に係る極低温配管支持構造ＴＳ１によれば、極低温流体を流通させる配管１の外周面から滴下する液体を受けるトレイ６を備えるので、配管１から滴下する低温液体と支持構造体としての基台１０との直接接触による、基台１０の低温脆化を抑制できる。また、トレイ６は断熱部５で保持されることによって、配管１に対して断熱されている。このため、極低温ガスが流通するなどして配管１が低温化しても、当該配管１の冷熱のトレイ６への伝熱が規制される。加えて、断熱されたトレイ６に対する、大気の保有熱の入熱も期待できる。つまり、大気との熱交換によりトレイ６が熱を与えられることにより、トレイ６に滴下した液体の蒸発を促進できる利点もある。

【0025】

仮に、トレイ６が配管１を直接支持している上方支持具３と熱的に連結されていると、配管１の冷熱がトレイ６に伝熱し、トレイ６が極低温化する。この場合、トレイ６の周囲の空気を液化させてしまい、当該液化空気の滴下により基台１０や支持部材２を低温脆化させる不具合が生じ得る。しかし、本実施形態によれば、トレイ６と配管１とが断熱されているので、上記の不具合を抑制できる。

【0026】

また、第１実施形態では、断熱部５と配管１との間に、リブ状部材からなる上端支持部３１が介在する。一般に伝熱量は、断面積に比例して大きくなり、伝熱距離に反比例して小さくなる。リブ状の上端支持部３１を採用することで、配管１から断熱部５への伝熱経路の断面積を小さくできる。従って、熱抵抗を高めて、トレイ６に対する断熱性能を向上できる。また、断熱部５もリブ状部材であるので、基台１０への伝熱経路の断面積も小さくできる。さらに、リブ状の上端支持部３１と断熱部５とが連結された構造を有する支持部材２であるので、配管１と基台１０との間の伝熱距離も確保し易い。

【0027】

下端支持部４１は断熱部５により上端支持部３１と断熱されているので極低温化することはない。また、配管１から滴下する液体はトレイ６で受けられるので、下端支持部４１に極低温液体が降り注ぐこともない。このため、下端支持部４１の基台１０の上面１０Ａに対するスライド部分への着霜や氷結が抑制される。従って、下端支持部４１のスライドによる配管１の熱応力開放の役目を阻害しない。

【0028】

［第２実施形態］
図３は、第２実施形態に係る極低温配管支持構造ＴＳ２を示す断面図、図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面視図である。図３は、図４のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図でもある。極低温配管支持構造ＴＳ２は、基台１０上で比較的管径の大きい配管を支持する構造であって、極低温流体を流通させる配管１Ａ、支持部材２Ａおよびトレイ６Ａを備える。

【0029】

配管１Ａは、金属製の単管からなり、極低温の流体若しくは極低温ガスを流通させる配管であり、例えば間欠低温配管である。基台１０は、配管１Ａの支持土台であって、支持部材２Ａが載置される上面１０Ａを有する。

【0030】

支持部材２Ａは、基台１０上で配管１を支持する部材であって、上方支持具３Ａ、下方支持具４ＡおよびＸ方向に離間して配置される一対の断熱部５Ａを備える。これらの材質等は、第１実施形態と同様である。上方支持具３Ａは、配管１Ａの直下にあって配管１Ａを直接支持している。下方支持具４Ａは、基台１０の上面１０Ａにスライド可能に配置されている。断熱部５Ａは、上方支持具３Ａと下方支持具４Ａとの間に介在され、これら支持具３Ａ、４Ａを熱的に遮断している。

【0031】

上方支持具３Ａは、管軸方向であるＸ方向に所定間隔を置いて各々一対で配置された、上端支持部３１Ａ（リブ状部材）、上Ｕ字金具３２Ａおよび締結部材３３Ａを含む。上端支持部３１Ａは、管軸と直交するＹ方向に延びるリブ状部材からなり、一対の断熱部５Ａに対応して一対で配置されている。上端支持部３１Ａは、配管１Ａの下端領域の円弧形状に沿った凹型の円弧支持面からなる上端部３１１Ａを有する。上端部３１１Ａは、配管１Ａの下端領域に溶接されている。

【0032】

上Ｕ字金具３２Ａは、上方支持具３Ａにおいて断熱部５Ａに固定される下端部を構成する部材である。上Ｕ字金具３２Ａは、Ｘ方向の断面で下向きに開口したＵ字型の金具であり、一対の上端支持部３１Ａの下端にそれぞれ溶接されている。締結部材３３Ａは、ボルトおよびナットからなる。前記ボルトは、断熱部５Ａを挟み込んだ上Ｕ字金具３２ＡをＸ方向に貫通し、前記ナットは前記ボルトの貫通端から螺合されている。

【0033】

一対の上端支持部３１Ａは、上連結板３４によって繋がれている。上連結板３４は、Ｘ方向に延びる平板状部材であり、その一端が一方の上端支持部３１Ａに、他端が他方の上端支持部３１Ａに、それぞれ溶接されている。上連結板３４で一対の上端支持部３１Ａを一体化することで、上方支持具３Ａの剛性を高めることができる。なお、上連結板３４の上端縁は、配管１Ａの下端に溶接しても良いし、前記溶接を省いても良い。

【0034】

下方支持具４Ａは、下端支持部４１Ａ、下Ｕ字金具４２Ａおよび締結部材４３Ａを含む。下端支持部４１Ａは、水平方向に配置される１枚の平板であり、支持部材２Ａの最下部を構成している。下端支持部４１Ａは、基台１０の上面１０Ａに対してスライド可能であり、配管１Ａへの熱応力の作用を緩和する。

【0035】

下Ｕ字金具４２Ａは、Ｘ方向の断面で上向きに開口したＵ字型の金具である。下Ｕ字金具４２Ａは、一対の断熱部５に対応してＸ方向に離間して一対で配置され、下端支持部４１Ａの上面に溶接されている。締結部材４３Ａは、ボルトおよびナットからなる。前記ボルトは、断熱部５Ａを挟み込んだ下Ｕ字金具４２ＡをＸ方向に貫通し、前記ナットは前記ボルトの貫通端から螺合されている。一対の下Ｕ字金具４２Ａ同士は、下連結板４４によって相互連結されている。下連結板４４は、Ｘ方向に延びるリブ状部材であり、その一端が一方の下Ｕ字金具４２Ａに、他端が他方の下Ｕ字金具４２Ａに、それぞれ溶接されている。

【0036】

一対の断熱部５Ａは、Ｙ方向に延びる矩形の平板からなる断熱材である。図３では、上端支持部３１、上Ｕ字金具３２および下Ｕ字金具４２Ａと同じＹ方向のサイズを有する断熱部５Ａを例示しているが、これらとＹ方向サイズを異ならせても良い。断熱部５ＡのＸ方向の厚みは、上端支持部３１Ａと断面係数と近似するサイズに選定される。

【0037】

断熱部５Ａは、配管１Ａに向かう上連結部５１Ａと、基台１０に向かう下連結部５２Ａとを備える。上連結部５１Ａおよび下連結部５２Ａには、それぞれ締結部材３３Ａ、４３Ａのボルトを貫通させる貫通孔が穿孔されている。上連結部５１Ａは、上Ｕ字金具３２Ａに挟み込まれ、締結部材３３Ａで締結されることにより、上方支持具３Ａに連結一体化されている。下連結部５２Ａは、下Ｕ字金具４２Ａに挟み込まれ、締結部材４３Ａで締結されることにより、下方支持具４Ａに連結一体化されている。

【0038】

トレイ６Ａは、金属板の折り曲げ体からなり、配管１Ａに対して断熱され、当該配管１Ａの外周面から滴下する液体を受ける部材である。第２実施形態では、一枚物のトレイ６Ａが、一対の断熱部５Ａに嵌め込まれる態様で設置されている例を示している。トレイ６Ａは、液受け面６１Ａ、側板６２Ａ、傾斜板６３Ａ、保持部６４Ａおよび開口部６６を備える。

【0039】

液受け面６１Ａは、水平方向に延びる平板にて構成され、配管１Ａの外表面から滴下する液体を受ける。図４に示すように、液受け面６１ＡのＸ方向サイズは、基台１０のＸ方向幅よりも幅広である。また、液受け面６１ＡのＹ方向サイズは、下方支持具４Ａの下端支持部４１Ａよりも幅広である。これにより、配管１Ａから滴下する極低温液体の、基台１０および下方支持具４Ａへの降り注ぎが抑制される。

【0040】

側板６２Ａは、液受け面６１ＡのＹ方向の両エッジから各々上方に折り曲げられた部分である。一対の側板６２により、液受け面６１Ａを底板とする樋の形状が形成されている。傾斜板６３Ａは、液受け面６１ＡのＸ方向エッジから斜め下方に折り曲げられた部分である。

【0041】

保持部６４Ａは、断熱部５Ａで保持される部分である。保持部６４Ａは、一対の断熱部５Ａに対応するよう、二カ所に設けられている。保持部６４Ａは、液受け面６１Ａの一部に切れ目を入れて下方に折り曲げて形成されている。開口部６６は、保持部６４Ａの折り曲げによって形成された開口であり、断熱部５Ａが挿通されている。保持部６４Ａは、開口部６６を貫通する断熱部５Ａの側面に添設され、固定ネジ６５Ａによって断熱部５Ａに固定されている。

【0042】

第２実施形態に係る極低温配管支持構造ＴＳ２によれば、配管１Ａに対して断熱されたトレイ６Ａを備えるので、第１実施形態と同様に、基台１０の低温脆化の抑制、トレイ６の極低温化の抑制を図れる。これに加え、一対のリブ状部材からなる上端支持部３１Ａを上連結板３４で繋いだ構造を有する上方支持具３Ａが適用されているので、伝熱断熱面積を抑制しつつ、比較的広い支持面積で配管１Ａを支持できる。このため、管径が大きい配管１Ａであっても、安定的な支持構造を実現できる。

【0043】

［比較例］
ここで、上掲の極低温配管支持構造ＴＳ１、ＴＳ２に対する比較例を示しておく。図５は、比較例に係る極低温配管支持構造ＴＳ０を示す断面図である。極低温配管支持構造ＴＳ０における配管１の支持部材２０は、上端支持部２１、平板２２、下端支持部２３および断熱部２４を含む。上端支持部２１の上端縁が配管１に溶接され、平板２２は上端支持部２１の下端縁に溶接されている。下端支持部２３は、基台１０の上面１０Ａにスライド可能な平板である。断熱部２４は、平板２２と下端支持部２３との間に介在されている。トレイ６００は、液受け面６０１と側板６０２とを有し、配管１に直結している上端支持部２１で保持されている。

【0044】

また、トレイ６００は、配管１に直結されている上端支持部２１で保持されているので、配管１の冷熱が伝熱してしまう。この場合、トレイ６００が、その周囲の空気を液化させてしまい、当該液化空気の滴下により基台１０や支持部材２０を低温脆化させる不具合が生じ得る。さらに、下端支持部２３への着霜により、基台１０の上面１０Ａのスライド移動を阻害し得る。以上のような比較例の不具合を、上掲の極低温配管支持構造ＴＳ１、ＴＳ２によれば解消することができる。

【0045】

［変形実施形態］
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上掲の実施形態に限定されるものではない。例えば、トレイ６、６Ａの配管１、１Ａに対する断熱の態様は、種々の変形実施形態を取り得る。上掲の実施形態では、配管１、１Ａと基台１０とを断熱する断熱部５、５Ａを利用してトレイ６、６Ａを保持させる例を示した。これに代えて、トレイの断熱を、専用の断熱材を用いて達成しても良い。一例として、図６に変形実施形態に係る極低温配管支持構造ＴＳ３を例示する。

【0046】

極低温配管支持構造ＴＳ３における配管１の支持部材２Ｂは、上方支持具３Ｂ、下方支持具４Ｂおよび断熱部５Ｃを備える。上方支持具３Ｂは、上端縁が配管１に溶接された上端支持部３１Ｂと、上端支持部３１Ｂの下端縁に溶接された平板からなる下端部３２Ｂとを有する。下方支持具４Ｂは、基台１０の上面１０Ａにスライド可能な平板である。断熱部５Ｃは、下端部３２Ｂと下方支持具４Ｂとの間に介在されている。断熱部５Ｃは、配管１と基台１０とを断熱している。

【0047】

トレイ６Ｂは、上端支持部３１Ｂの両側面に一対で配置され、配管１から滴下する液体を受ける。トレイ６Ｂは、上端支持部３１Ｂの両側面に各々取り付けられた断熱部５Ｂを介して保持されている。このような保持態様であっても、配管１の冷熱を断熱部５Ｂにて断熱することができ、トレイ６Ｂの極低温化を抑制することができる。

【0048】

［本開示のまとめ］
以上説明した具体的実施形態には、以下の構成を有する開示が含まれている。

【0049】

本開示の一局面に係る極低温配管支持構造は、極低温流体を流通させる配管と、基台上で前記配管を支持する支持部材と、前記配管に対して断熱され、当該配管の外周面から滴下する液体を受けるトレイと、を備える。

【0050】

この極低温配管支持構造によれば、極低温流体を流通させる配管の外周面から滴下する液体を受けるトレイを備えるので、前記配管から滴下する低温液体と基台との直接接触による当該基台の低温脆化を抑制できる。また、前記トレイは前記配管に対して断熱されている。このため、前記配管の冷熱の前記トレイへの伝熱が規制される。加えて、前記断熱により、大気の保有熱の前記トレイへの入熱も期待できる。従って、前記トレイ自身が極低温化することを抑制できる。前記冷熱で前記トレイが極低温化すると、周囲の気体を液化させてしまい、当該液体の滴下により前記基台や前記支持部材を脆化させる不具合が生じ得る。しかし、前記トレイと前記配管との断熱により、上記の不具合を抑制できる。

【0051】

上記の極低温配管支持構造において、前記支持部材は、断熱材で形成された断熱部を含み、前記トレイは、前記断熱部で保持される保持部を有することが望ましい。

【0052】

この支持構造によれば、支持部の一部に断熱部が組み込まれ、当該断熱部でトレイが保持されるので、支持構造をシンプル化することができる。

【0053】

上記の極低温配管支持構造において、前記支持部材は、前記配管に固着されたリブ状部材からなる上端支持部と、前記基台に対してスライド可能な下端支持部と、前記上端支持部と前記下端支持部との間の前記断熱部と、を備える構造とすることができる。

【0054】

この支持構造によれば、断熱部と配管との間には、リブ状部材からなる上端支持部が介在することになる。このため、前記配管から前記断熱部への伝熱経路の断面積を小さくして熱抵抗を高めることが可能となるので、前記トレイに対する断熱性能を向上させることができる。また、下端支持部は前記断熱部により前記上端支持部と断熱されているので極低温化することはなく、前記配管から滴下する液体は前記トレイで受けられる。従って、前記下端支持部の基台に対するスライド部分の着霜や氷結が抑制され、前記下端支持部のスライドによる前記配管の熱応力開放の役目を阻害しない。

【0055】

上記の構成において、前記上端支持部は、前記配管の下端に溶接される上端部と、前記断熱部に固定される下端部とを備え、前記配管の管軸方向に延びる１枚のリブ状部材からなる構造とすれば、前記配管から前記断熱部への伝熱をより規制し易くなる。

【0056】

上記の極低温配管支持構造において、前記上端支持部は、それぞれ前記配管の下端に溶接される上端部と、前記断熱部に固定される下端部とを備え、前記配管の管軸と直交して配置される一対のリブ状部材と、前記一対のリブ状部材を繋ぐ連結部材と、を備える構造とすることができる。

【0057】

この支持構造によれば、上端支持部が一対のリブ状部材を備え、前記一対のリブ状部材が連結部材で繋がれる構造であるので、断熱面積を抑制しつつ、比較的広い支持面積で配管を支持できる。このため、前記配管が大型である場合等に、安定的な支持構造を実現できる。

【0058】

上記の極低温配管支持構造において、前記基台は、水平方向に延びる柱状構造物からなり、前記トレイは、前記柱状構造物の幅員よりも幅広のサイズを有することが望ましい。

【0059】

この支持構造によれば、トレイの幅方向のエッジに液体を排出する排液部を設けても、当該排液部から排出された液体が柱状構造物上に滴下し難い構造となり、前記柱状構造物の低温脆化を抑制できる。

【符号の説明】

【0060】

ＴＳ１、ＴＳ２、Ｔｓ３ 極低温配管支持構造
１、１Ａ 配管
１０ 基台
２、２Ａ、２Ｂ 支持部材
３、３Ａ、３Ｂ 上方支持具
３１、３１Ａ 上端支持部（リブ状部材）
３１１、３１１Ａ 上端部
３２、３２Ａ 上Ｕ字金具（下端部）
３４ 上連結板
４、４Ａ、４Ｂ 下方支持具
５、５Ａ、５Ｂ 断熱部
６、６Ａ、６Ｂ トレイ
６４、６４Ａ 保持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】