特許 7588621 液化二酸化炭素の払出設備、浮体、液化二酸化炭素の払出方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-14

(45)【発行日】2024-11-22

(54)【発明の名称】液化二酸化炭素の払出設備、浮体、液化二酸化炭素の払出方法

(51)【国際特許分類】

   F17C 7/02 20060101AFI20241115BHJP

   B63B 25/08 20060101ALI20241115BHJP

   B63B 25/16 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

F17C7/02

B63B25/08 B

B63B25/16 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022096365

(22)【出願日】2022-06-15

(65)【公開番号】P2023183013

(43)【公開日】2023-12-27

【審査請求日】2024-10-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】安部 和也

(72)【発明者】

【氏名】小形 俊夫

(72)【発明者】

【氏名】森本 晋介

【審査官】佐藤 正宗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－７１５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－９５０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３２１０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０６９７３２６２（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０２１－９５０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－９９１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８４８８６２１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１７Ｃ １／００－１３／１２

Ｂ６５Ｄ ８８／００－９０／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化二酸化炭素を貯留可能なタンクと、
前記タンクの内外を下方から上方に向かって貫通し、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に払い出す払出配管と、
前記払出配管に備えられ、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に送り出すポンプと、
前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面高さが低下するにつれて前記ポンプの回転数を低下させるように、前記ポンプを制御するポンプ制御部と、
を備える液化二酸化炭素の払出設備。

【請求項2】

前記ポンプ制御部は、前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面高さが低下するにしたがって、前記ポンプの回転数が連続的に小さくなるように前記ポンプを制御する
請求項１に記載の液化二酸化炭素の払出設備。

【請求項3】

前記ポンプ制御部は、前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面高さが、所定の閾値以下となった場合、単位時間あたりの前記ポンプの回転数の低下率を減少させる
請求項１に記載の液化二酸化炭素の払出設備。

【請求項4】

浮体本体と、
前記浮体本体に設けられた請求項１から３の何れか一項に記載の液化二酸化炭素の払出設備と、を備える浮体。

【請求項5】

液化二酸化炭素を貯留可能なタンク、前記タンクの内外を下方から上方に向かって貫通し、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に払い出す払出配管、及び前記払出配管に備えられ、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に送り出すポンプ、を備える液化二酸化炭素の払出設備における、液化二酸化炭素の払出方法であって、
前記ポンプを作動させ、前記払出配管を通して、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に送り出し、前記液化二酸化炭素の払い出しを開始する工程と、
前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面高さが低下するにつれて、前記ポンプの回転数を低下させる工程と、
前記ポンプを停止させ、前記液化二酸化炭素の払い出しを終了する工程と、を含む
液化二酸化炭素の払出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液化二酸化炭素の払出設備、浮体、液化二酸化炭素の払出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に開示された燃料タンクは、液化ガス（ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）を燃料タンクに積み込むための積込配管（パイプライン）と、燃料タンクから液化ガスを取るための払出配管（パイプライン）とを備えている。積込配管、及び払出配管は、タンク内で、タンクの頂部付近から底部付近まで導設されている。払出配管の下端部には、タンク内の液化ガスを吸い出すためのポンプが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１８－５２８１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、タンク内に液化二酸化炭素を収容する場合、以下のような理由により、液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成されることがある。すなわち、タンク内で開口する積込配管や払出配管の配管下端における液化二酸化炭素の圧力は、タンク運用圧に応じたものとなる。特許文献１に開示されたような構成では、払出配管の下端部に設けられたポンプは、タンク内の液化二酸化炭素の液面よりも下方に配置されている。そのため、ポンプには、タンク内の液化二酸化炭素の液面とポンプとの高低差によるヘッド圧が作用する。ポンプに作用する液化二酸化炭素のヘッド圧は、タンク内の液化二酸化炭素の払い出しを開始した後、タンク内の液化二酸化炭素の残量が少なくなるにつれて低下する。

【0005】

ポンプの作動時、例えばポンプのインペラ周辺では、液化二酸化炭素の流速が高まる。また、払出配管における流量調整のために、払出配管に弁を備える場合、弁の開度を絞ると、液化二酸化炭素の流速が局所的に増大する。このように、液化二酸化炭素の流速が高まると、液化二酸化炭素の静圧低下が生じる。また、ポンプのインペラ中心部では、キャビテーション現象のような局所的な静圧低下が発生する。そして、タンク内の液化二酸化炭素の液面高さが低下して、ポンプに作用する液化二酸化炭素のヘッド圧が小さくなると、液化二酸化炭素の静圧低下が生じた部分で二酸化炭素の三重点圧力を下回り、液化二酸化炭素が気化してその蒸発潜熱によりドライアイスが生成される可能性がある。

【0006】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、ドライアイス生成を抑え、液化二酸化炭素の払出作業を円滑に行うことができる液化二酸化炭素の払出設備、浮体、液化二酸化炭素の払出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示に係る液化二酸化炭素の払出設備は、タンクと、払出配管と、ポンプと、ポンプ制御部と、を備える。前記タンクは、液化二酸化炭素を貯留可能である。前記払出配管は、前記タンクの内外を下方から上方に向かって貫通している。前記払出配管は、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に払い出しする。前記ポンプは、前記払出配管に備えられている。前記ポンプは、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に送り出す。前記ポンプ制御部は、前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面高さが低下するにつれて前記ポンプの回転数を低下させるように、前記ポンプを制御する。

【0008】

本開示に係る液化二酸化炭素の払出方法は、液化二酸化炭素の払出設備における、液化二酸化炭素の払出方法である。前記液化二酸化炭素の払出設備は、タンク、払出配管、及びポンプを備える。前記タンクは、液化二酸化炭素を貯留可能である。前記払出配管は、前記タンクの内外を下方から上方に向かって貫通している。前記払出配管は、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に払い出しする。前記ポンプは、前記払出配管に備えられている。前記ポンプは、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に送り出す。前記液化二酸化炭素の払出方法は、液化二酸化炭素の払い出しを開始する工程と、前記ポンプの回転数を低下させる工程と、前記液化二酸化炭素の払い出しを終了する工程と、を含む。前記液化二酸化炭素の払い出しを開始する工程では、前記ポンプを作動させる。前記液化二酸化炭素の払い出しを開始する工程では、前記払出配管を通して、前記タンク内の前記液化二酸化炭素を前記タンク外に送り出し、前記液化二酸化炭素の払い出しを開始する。前記ポンプの回転数を低下させる工程では、前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面高さが低くなるにつれて、前記ポンプの回転数を低下させる。前記液化二酸化炭素の払い出しを終了する工程では、前記ポンプを停止させ、前記液化二酸化炭素の払い出しを終了する。

【発明の効果】

【0009】

本開示の液化二酸化炭素の払出設備、浮体、液化二酸化炭素の払出方法によれば、払出配管内のドライアイス生成を抑え、液化二酸化炭素の払出作業を円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態に係る浮体の概略構成を示す平面図である。

【図2】本開示の実施形態に係る浮体に設けられたタンク及び払出配管を示す側断面図である。

【図3】本開示の実施形態に係る浮体に設けられた制御装置のハードウェア構成を示す図である。

【図4】本開示の実施形態に係る浮体に設けられた制御装置の機能ブロック図である。

【図5】本開示の実施形態に係る浮体における液化二酸化炭素の揚荷方法の手順を示すフローチャートである。

【図6】本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の払出方法におけるポンプの回転数の変化の一例を示す図である。

【図7】本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の払出方法において、第一切替条件を満たす状態を示す図である。

【図8】本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の払出方法において、第二切替条件であるときの状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の払出設備、浮体、液化二酸化炭素の払出方法について、図１～図８を参照して説明する。
（船舶の構成）
図１に示すように、本開示の実施形態において、浮体である船舶（浮体）１は、液化二酸化炭素を運搬する。この船舶１は、浮体本体としての船体２と、液化二酸化炭素の払出設備１０と、を少なくとも備えている。

【0012】

（船体の構成）
船体２は、その外殻をなす、一対の舷側３Ａ，３Ｂと、船底（図示せず）と、上甲板５と、を有している。舷側３Ａ，３Ｂは、左右舷側をそれぞれ形成する一対の舷側外板を有する。船底（図示せず）は、これら舷側３Ａ，３Ｂを接続する船底外板を有する。これら一対の舷側３Ａ，３Ｂ及び船底（図示せず）により、船体２の外殻は、船首尾方向Ｄａに直交する断面において、Ｕ字状を成している。この実施形態で例示する上甲板５は、外部に露出する全通甲板である。船体２には、例えば船尾２ｂ側の上甲板５上に、居住区を有する上部構造７が形成されている。なお、上部構造７の位置や大きさは、適宜変更可能である。

【0013】

船体２内には、上部構造７よりも船首２ａ側に、貨物搭載区画（ホールド）８が形成されている。貨物搭載区画８は、上甲板５に対して下方の船底（図示せず）に向けて凹み、上方に開口している。

【0014】

（液化二酸化炭素の払出設備の構成）
液化二酸化炭素の払出設備１０は、貨物搭載区画８内に、船首尾方向Ｄａに並んで、複数が配置されている。本開示の実施形態において、液化二酸化炭素の払出設備１０は、例えば、船首尾方向Ｄａに間隔を空けて二つが配置されている。

【0015】

図２は、本開示の実施形態に係る浮体に設けられたタンク及び払出配管を示す側断面図である。
図２に示すように、本実施形態の液化二酸化炭素の払出設備１０は、タンク１１と、積込配管２０と、払出配管３０と、検出部４０と、制御装置５０と、を備えている。
これら複数の液化二酸化炭素の払出設備１０のタンク１１は、船体２に固定されている。本実施形態で例示するタンク１１は、船首尾方向Ｄａに延びる円筒状をなし、その内部には、液化二酸化炭素Ｌを貯留可能となっている。本実施形態のタンク１１は、長手方向Ｄｘを船首尾方向Ｄａに一致させた姿勢で配置されている。タンク１１は、筒状部１２と、鏡板部１３と、を備えている。筒状部１２の長手方向Ｄｘは、船首尾方向Ｄａと一致しており、その長手方向Ｄｘに直交する断面形状が円形をなしている。鏡板部１３は、筒状部１２の長手方向Ｄｘの両端部にそれぞれ配置されている。各鏡板部１３は、半球状等の船首尾方向Ｄａに凸の球面を有し、筒状部１２の長手方向Ｄｘ両端の開口をそれぞれ閉塞している。なお、タンク１１は、円筒状に限られるものではなく、タンク１１は球形、方形等、他の形状であってもよい。

【0016】

積込配管２０は、陸上の液化二酸化炭素供給施設等、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌをタンク１１内に積み込む。積込配管２０は、第一積込配管部２１と、第二積込配管部２２と、を備えている。

【0017】

第一積込配管部２１は、船外の液化二酸化炭素供給施設等から液化二酸化炭素が供給される供給管（図示せず）が着脱可能に接続される。第一積込配管部２１は、タンク１１の外部に配置されている。この実施形態における第一積込配管部２１は、タンク１１の上下方向Ｄｖの上方で、上下方向Ｄｖと交差する方向（例えば、水平方向）に延びている。

【0018】

第二積込配管部２２の基端２２ｐ（言い換えれば、上下方向Ｄｖにおける上端）は、第一積込配管部２１に接続されている。第二積込配管部２２は、タンク１１の頂部を貫通し、タンク１１の内外を上下方向Ｄｖの上方から下方に向かって延びている。第二積込配管部２２の先端２２ｑ（言い換えれば、上下方向Ｄｖにおける下端）は、タンク１１内の下部で下方を向いて開口している。

【0019】

払出配管３０は、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを、陸上の液化二酸化炭素貯留施設等、船外に払い出すための配管である。払出配管３０は、第一払出配管部３１と、第二払出配管部３２と、を備えている。この払出配管３０には、開閉弁（図示せず）が設けられている。この開閉弁（図示せず）は、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを払い出す際に、作業員の開放操作等により開放され、それ以外の場合閉塞状態とされる。

【0020】

第一払出配管部３１は、タンク１１内の液化二酸化炭素を船外の液化二酸化炭素貯留施設等に送給する送給管（図示せず）が着脱可能に接続される。第一払出配管部３１は、タンク１１の外部に配置されている。この実施形態における第一払出配管部３１は、タンク１１の上下方向Ｄｖの上方で、上下方向Ｄｖと交差する方向（例えば、水平方向）に延びている。

【0021】

第二払出配管部３２の第一端３２ｓ（言い換えれば、上下方向Ｄｖにおける下端）は、タンク１１内の下部、より具体的には、タンク１１内の最下部近傍に位置している。第二払出配管部３２は、タンク１１の頂部を貫通し、タンク１１の内外にわたって上下方向Ｄｖに延びている。第二払出配管部３２の第二端３２ｔ（言い換えれば、上下方向Ｄｖにおける上端）は、第一払出配管部３１に接続されている。

【0022】

ポンプ３５は、払出配管３０に設けられている。より具体的には、ポンプ３５は、第二払出配管部３２の第一端３２ｓに接続されている。ポンプ３５は、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを吸い込み、この吸い込んだ液化二酸化炭素Ｌを、第二払出配管部３２に送出可能とされている。ポンプ３５としては、インペラを備えた遠心ポンプを例示できる。

【0023】

検出部４０は、タンク１１内に貯留される液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈを少なくとも検出している。本実施形態の検出部４０は、液面検出部４１と、圧力検出部４２と、を備えている。

【0024】

液面検出部４１は、タンク１１内に貯留される液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈを検出する。本実施形態の液面検出部４１は、ポンプ３５から液化二酸化炭素Ｌの液面までの高さである液面高さＬｈを検出する。液面検出部４１は、検出された液面高さＬｈの検出値の信号を、制御装置５０に向けて出力する。液面検出部４１としては、非接触で計測可能な超音波式レベルセンサー、レーザー式レベルセンサーや、液面に対して接触するフロート式のレベル計等を例示できる。

【0025】

圧力検出部４２は、タンク１１内の気相の圧力Ｐを検出する。本実施形態で例示する圧力検出部４２は、タンク１１のうち、最も高い位置となる頂部付近に設けられている。圧力検出部４２は、圧力Ｐの検出値の信号を、制御装置５０に向けて出力する。

【0026】

（制御装置の構成）
制御装置５０は、液化二酸化炭素の払出設備１０における液化二酸化炭素Ｌの払い出しの際の各部の動作を制御する。本実施形態では、制御装置５０は、タンク１１内から液化二酸化炭素Ｌを払い出しする際に、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈに基づいて、ポンプ３５の動作を制御する。

【0027】

（ハードウェア構成図）
図３は、本開示の実施形態に係る浮体に設けられた制御装置のハードウェア構成を示す図である。
図３に示すように、制御装置５０は、ＣＰＵ５１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ５２（Read Only Memory）、ＲＡＭ５３（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のストレージ５４、信号送受信モジュール５５を備えるコンピュータである。信号送受信モジュール５５は、液面検出部４１、圧力検出部４２からの検出値の信号を受信する。

【0028】

（機能ブロック図）
図４は、本開示の実施形態に係る浮体に設けられた制御装置の機能ブロック図である。
図４に示すように、制御装置５０は、ＣＰＵ５１がＨＤＤ等のストレージ５４に記憶されたプログラムを実行することにより、信号入力部７１、ポンプ制御部７２、出力部７３の各機能構成を実現する。
信号入力部７１は、液面検出部４１、圧力検出部４２からの検出値の信号を、信号送受信モジュール５５を介して受信する。

【0029】

ポンプ制御部７２は、検出部４０の検出結果に基づいてポンプ３５を制御する。ポンプ制御部７２は、ポンプ３５の作動、停止、及び回転数を制御する。ポンプ制御部７２は、ポンプ３５の起動、停止、回転数、及び回転数の変化率を制御するための制御信号を生成する。また、ポンプ制御部７２は、タンク１１内の液化二酸化炭素の液面高さＬｈが低下した場合に、ポンプ３５の回転数を低下させるように、ポンプ３５を制御する。
出力部７３は、ポンプ制御部７２で生成された制御信号を、信号送受信モジュール５５を介してポンプ３５に出力する。

【0030】

（船舶における液化二酸化炭素の払出方法の手順）
図５は、本開示の実施形態に係る浮体における液化二酸化炭素の揚荷方法の手順を示すフローチャートである。図６は、本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の揚荷払出方法におけるポンプの回転数の変化の一例を示す図である。
図５に示すように、本開示の実施形態に係る船舶１における液化二酸化炭素Ｌの払出方法Ｓ１０は、液化二酸化炭素Ｌの払い出しを開始する工程Ｓ１１と、第一切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１２と、ポンプ３５の回転数を低下させる工程Ｓ１３と、第二切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１４と、ポンプ３５の回転数の変化率を減少させる工程Ｓ１５と、液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈの下限値への到達を判定する工程Ｓ１６と、液化二酸化炭素Ｌの払い出しを終了する工程Ｓ１７と、を含んでいる。

【0031】

液化二酸化炭素Ｌの払い出しを開始する工程Ｓ１１では、まず、払出配管３０に設けられた開閉弁（図示せず）を開き、ポンプ制御部７２により、ポンプ３５を起動させる。この液化二酸化炭素Ｌの払い出しを開始する工程Ｓ１１では、タンク１１内の液面高さＬｈが十分に高く、ポンプ３５の入口付近における液化二酸化炭素Ｌの圧力は、三重点圧力よりも十分に高い状態となっている。

【0032】

図６に示すように、液化二酸化炭素Ｌの払い出しを開始する工程Ｓ１１では、ポンプ制御部７２によって、予め設定された第一回転数Ｒ１でポンプ３５を回転させる。これにより、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌが、払出配管３０の第一端３２ｓから、払出配管３０を通してタンク１１の外部に払い出される。ポンプ３５で、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの払い出しを継続することで、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが漸次低下することとなる。また、液化二酸化炭素Ｌの払い出し開始とともに、検出部４０の液面検出部４１、及び圧力検出部４２では、液面高さＬｈ及び圧力Ｐの検出値の信号を所定の時間毎に出力開始する。これら出力された検出値の信号は、制御装置５０の信号入力部７１に入力される。

【0033】

第一切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１２では、ポンプ制御部７２によって、所定時間毎に、信号入力部７１に入力された検出部４０からの検出値の信号を受信する。そして、ポンプ制御部７２によって、検出部４０の検出値が、予め設定された第一切替条件を満たしているか否かを判定する。

【0034】

図７は、本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の払出方法において、第一切替条件を満たす状態を示す図である。
第一切替条件は、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低くなった場合に、ポンプ３５の回転数を小さくするための条件である。
図７に示すように、本実施形態の第一切替条件は、液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈによるヘッド圧Ｐｈと、タンク１１内の気相の圧力Ｐとを加算した圧力（Ｐｈ＋Ｐ）が、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力に近づいたか否かを判定するための条件である。ここで、本実施形態におけるタンク１１内の気相の圧力Ｐは、図示しない圧力調整装置によって、大気圧よりも高い圧力である所定の第一基準圧力Ｐｓ１に維持されている。この第一基準圧力Ｐｓ１は、上記の三重点圧力よりも高く、且つ、できるだけ低い圧力とすれば、タンク１１の許容圧力を低くできる点で有利となる。

【0035】

第一基準圧力Ｐｓ１が一定となるように調整されている場合、第一切替条件として、タンク１１内の気相の圧力Ｐの検出値を用いることを省略することができる。そして、ヘッド圧Ｐｈは、液面高さＬｈに応じて変化する。そのため、本実施形態では、ヘッド圧Ｐｈと圧力Ｐとを加算した圧力（Ｐｈ＋Ｐ）が液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力に近づいたか否かを判定するための第一切替条件として、液面高さＬｈのみを用いている。すなわち、本実施形態では、第一切替条件としての液面高さＬｈの閾値である第一基準レベルＬｓ１を予め求めておき、検出部４０によって検出された液面高さＬｈが第一基準レベルＬｓ１を下回った場合に、ポンプ制御部７２で第一切替条件を満たすと判定している。なお、第一切替条件として液面高さＬｈのみを用いる場合について説明したが、ポンプ制御部７２では、液面高さＬｈに基づくヘッド圧Ｐｈとタンク１１内の気相の圧力Ｐとを加算した圧力（Ｐｈ＋Ｐ）を用いて判定するようにしてもよい。本実施形態の第一基準圧力Ｐｓ１としては、１０ｂａｒ程度を例示できる。また、タンク１１におけるヘッド圧Ｐｈの最大値としては２ｂａｒ程度を例示できる。

【0036】

第一切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１２で、第一切替条件を満たしていないと判定された場合（Ｓ１２でＮｏ）、所定時間毎に、第一切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１２を繰り返す。その一方で、第一切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１２において、第一切替条件を満足していると判定された場合（Ｓ１２でＹｅｓ）、ポンプ３５の回転数を低下させる工程Ｓ１３に進む。

【0037】

ポンプ３５の回転数を低下させる工程Ｓ１３では、ポンプ制御部７２によって、ポンプ３５の回転数が、第一回転数Ｒ１（図６参照）よりも小さくなるよう、ポンプ３５を制御する。より具体的には、本実施形態のポンプ制御部７２は、液面高さＬｈの低下と連動してポンプ３５の回転数を、漸次低下させる第二回転数Ｒ２とする。ここで、液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈは、時間の経過とともに漸次低下するため、ポンプ３５の回転数も、時間の経過と共に連続的に漸次低下することとなる。

【0038】

さらに、ポンプ３５の回転数を低下させる工程Ｓ１３では、ポンプ３５の回転数が第二回転数Ｒ２とされ漸次低下する際の変化率、言い換えれば、ポンプ３５の回転数の単位時間あたりの低下率が、予め設定された一定の第一変化率δ１となるように制御される。これにより、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低下するにつれて、ポンプ３５の回転数が低下していくこととなる。

【0039】

したがって、ポンプ３５の回転数を低下させる工程Ｓ１３では、ヘッド圧Ｐｈが低下して、ポンプ３５の入口付近における液化二酸化炭素Ｌの圧力が低下したとしても、ポンプ３５の回転数も低下するため、ポンプ３５のインペラ周辺における液化二酸化炭素Ｌの流速を抑えて、静圧低下が生じ難い状態にすることが可能となる。

【0040】

第二切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１４では、所定時間毎に、信号入力部７１に入力された検出部４０からの検出値の信号を受信する。そして、ポンプ制御部７２によって、検出部４０の検出値が、第二切替条件を満たしているか否かを判定する。

【0041】

図８は、本開示の実施形態に係る液化二酸化炭素の揚荷払出方法において、第二切替条件であるときの状態を示す図である。
第二切替条件は、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面が、ポンプ３５の入口の高さに近づいた場合に、ポンプ３５の回転数の変化率（低下率）を小さくするための条件である。
図８に示すように、本実施形態では、第二切替条件として液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈの閾値である第二基準レベルＬｓ２（所定の閾値）を用いている。ここで、本実施形態では、第二基準レベルＬｓ２は、第一基準レベルＬｓ１（図７参照）よりも低く、かつ、第二払出配管部３２の第一端３２ｓよりも高い位置に設定されている。

【0042】

第二切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１４では、ポンプ制御部７２によって、検出部４０の液面検出部４１の検出値に基づき、液面高さＬｈが第二基準レベルＬｓ２以下となったか否かを判定する。この判定の結果、液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが、第二基準レベルＬｓ２以下である（Ｓ１４でＹｅｓ）、と判定された場合、第二切替条件を満たしているため、ポンプ３５の回転数の変化率を減少させる工程Ｓ１５へ進む。その一方で、第二切替条件を満たしていない、と判定された場合（Ｓ１４でＮｏ）、所定時間毎に第二切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１４を繰り返す。

【0043】

図６に示すように、ポンプ３５の回転数の変化率を下げる工程Ｓ１５では、ポンプ３５の回転数を第三回転数Ｒ３とする。この第三回転数Ｒ３におけるポンプ３５の回転数の単位時間あたりの変化率δ２は、上述した第二回転数Ｒ２の第一変化率δ１よりも小さい。これにより、単位時間あたりの液面高さＬｈの低下速度を低下させることができる。

【0044】

液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈの下限値への到達を判定する工程Ｓ１６では、ポンプ制御部７２によって、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが、予め設定された下限値に到達しているか否かを判定する。タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈの下限値とは、ポンプ３５により、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを払い出し可能な液面高さＬｈの下限値である。この下限値は、例えば、タンク１１内におけるポンプ３５の仕様に応じて設定される。

【0045】

液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈの下限値への到達を判定する工程Ｓ１６で、液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが下限値に到達していない、と判定された場合（Ｓ１６でＹｅｓ）、所定時間毎に液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈの下限値への到達を判定する工程Ｓ１６を繰り返す。その一方で、液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが下限値に到達した、と判定された場合（Ｓ１６でＮｏ）、液化二酸化炭素Ｌの払い出しを終了する工程Ｓ１７に進む。

【0046】

液化二酸化炭素Ｌの払い出しを終了する工程Ｓ１７では、ポンプ制御部７２によって、ポンプ３５の作動を停止させる。これにより、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの払出作業が終了する。

【0047】

（作用効果）
上記実施形態の液化二酸化炭素Ｌの払出設備１０、船舶１、液化二酸化炭素Ｌの払出方法Ｓ１０では、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低下して第一切替条件を満たした場合に、ポンプ３５の回転数が低くなるようにポンプ３５を制御している。これにより、ポンプ３５のインペラ周辺等において、液化二酸化炭素Ｌの流速を抑えることができる。したがって、静圧低下による液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑え、ポンプ３５の周辺で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることを抑えることができる。
また、ポンプ３５により液化二酸化炭素Ｌの流量調整を行うことができるため、払出配管３０の第一払出配管部３１等に、流量調整のための絞りを備える必要がなくなる。その結果、絞りで生じるドライアイス生成のリスクを回避することができる。
また、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが高い状態では、ポンプ３５の部分に作用するヘッド圧が大きいため、ポンプ３５のインペラ周辺等において、液化二酸化炭素Ｌの流速が高くなっても、ドライアイスが生成され難い状態となる。このような状態では、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低くなった場合よりも、ポンプ３５の回転数を大きくすることで、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを効率良く払い出しすることができる。その結果、タンク１１内から液化二酸化炭素Ｌを払い出しする場合において、払出配管３０内のドライアイス生成を抑え、払出作業を円滑に行うことが可能となる。

【0048】

また、上記実施形態では、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低下するにしたがって、ポンプ３５の回転数が連続的に小さくなるようにポンプ３５を制御している。これにより、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低下するにしたがって、ポンプ３５の部分に作用する液化二酸化炭素Ｌのヘッド圧も連続的に小さくなる。その結果、ヘッド圧の低下に合わせて、ポンプ３５の回転数を連続的に小さくして、ドライアイスの生成を抑えつつ、液化二酸化炭素Ｌを効率良く払い出しすることができる。

【0049】

さらに、上記実施形態では、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが、第二基準レベルＬｓ２以下となり、第二切替条件を満たす場合に、ポンプ３５の回転数の変化率を低下させている。これにより、液化二酸化炭素Ｌの払い出しを終了する際に、ポンプ３５内にタンク１１内の気相の気体が流入することを抑えることができる。その結果、ポンプ３５による液化二酸化炭素Ｌの払い出しを、円滑に液化二酸化炭素Ｌの下限レベルＬｓｄ近くまで効率良く行うことができる。

【0050】

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
上記実施形態では、第二切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１４、ポンプ３５の回転数の変化率を下げる工程Ｓ１５において、ポンプ３５の回転数を低下させていく過程で、ポンプ３５の回転数の変化率を小さくするようにしたが、第二切替条件を満たしているか判定する工程Ｓ１４、ポンプ３５の回転数の変化率を下げる工程Ｓ１５は省略してもよい。その場合、ポンプ３５の回転数は、ポンプ３５を停止させるまで、一定の変化率で連続的に小さくすればよい。

【0051】

また、上記実施形態では、液面高さＬｈの変化に応じてポンプ３５の回転数を線形に変化させる場合について説明したが、線形に変化させる場合に限られず、例えば、曲線状に変化させるようにしてもよい。

【0052】

また、上記実施形態では、ポンプ３５の回転数を連続的に小さくする場合について説明したが、これに限らない。例えば、ポンプ３５の回転数を段階的に低下させるようにしてもよい。この場合、タンク１１内における液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが高い状態では、ポンプ３５の回転数を一定の回転数に保つようにして、液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低くなった場合に、ポンプ３５の回転数を低下させて、上記液面高さＬｈが高い状態のときよりも低い一定の回転数に保つようにしてもよい。

【0053】

さらに、上記実施形態では、タンク１１内の気相の圧力Ｐが一定で且つ、ヘッド圧の低下に伴い液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力に近づくようなタンク１１内の気相の圧力Ｐである場合を例示した。つまり、タンク１１内の気相の圧力Ｐが一定であると仮定して、液面高さＬｈのみに基づいてポンプ３５の回転数を制御する場合について説明した。しかし、ポンプ制御部７２は、ポンプ３５の入口圧力が三重点圧力に近づかないように、タンク１１内の気相の圧力Ｐと、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈとの双方に基づいて、ポンプ３５の回転数を制御するようにしてもよい。この場合、例えば、タンク１１内の気相の圧力Ｐが三重点圧力に対して十分に高い場合には、液面高さＬｈが低下したとしても、ポンプ３５の回転数を低下させる制御が行われない場合もある。

【0054】

また、上記実施形態では、検出部４０によって液面高さＬｈを検出する場合について説明したが、液面高さＬｈは、ポンプ３５の回転数と、液化二酸化炭素Ｌの払い出しを開始してからの経過時間とに基づいて求めるようにしてもよい。

【0055】

また、上記実施形態では、ポンプ制御部７２により、ポンプ３５の回転数を自動的に制御するようにしたが、これに限らない。例えば、オペレーターが、タンク１１内の気相の圧力Ｐと、液面高さＬｈとを目視で確認し、手動でポンプ３５の回転数を設定するようにしてもよい。

【0056】

さらに、上記実施形態では、船舶等の浮体に設けられた液化二酸化炭素Ｌの払出設備１０について説明したが、本開示の液化二酸化炭素Ｌの払出設備は、陸上における液化二酸化炭素Ｌの払出設備にも適用可能である。

【0057】

＜付記＞
実施形態に記載の液化二酸化炭素Ｌの払出設備１０、浮体１、液化二酸化炭素Ｌの払出方法Ｓ１０は、例えば以下のように把握される。

【0058】

（１）第１の態様に係る液化二酸化炭素の払出設備１０は、液化二酸化炭素Ｌを貯留可能なタンク１１と、前記タンク１１の内外を下方から上方に向かって貫通し、前記タンク１１内の前記液化二酸化炭素Ｌを前記タンク１１外に払い出しする払出配管３０と、前記払出配管３０に備えられ、前記タンク１１内の前記液化二酸化炭素Ｌを前記タンク１１外に送り出すポンプ３５と、前記タンク１１内の前記液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低下するにつれて、前記ポンプ３５の回転数を低下させるように、前記ポンプ３５を制御するポンプ制御部７２と、を備える。

【0059】

このような構成では、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低くなると、液化二酸化炭素Ｌの液面と、払出配管３０に設けられたポンプ３５との高低差によるヘッド圧が小さくなったとしても、ポンプ３５の回転数を低下させるため、局所的に流速が高くなるポンプ３５のインペラ周辺等における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えることができる。したがって、ポンプ３５の周辺で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。
また、ポンプ３５に作用するヘッド圧が大きいタンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが高い状態では、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低下した場合よりも、ポンプ３５の回転数を大きくすることができるため、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌを効率良く払い出しすることができる。

【0060】

（２）第２の態様に係る液化二酸化炭素の払出設備１０は、（１）の液化二酸化炭素の払出設備１０であって、前記ポンプ制御部７２は、前記タンク１１内の前記液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低下するにしたがって、前記ポンプ３５の回転数が連続的に低下するように前記ポンプ３５を制御する。

【0061】

このような構成では、ヘッド圧の低下に合わせて、ポンプ３５の回転数を連続的に小さくすることができるため、ドライアイスの生成を抑えつつ、液化二酸化炭素Ｌを効率良く払い出しすることができる。

【0062】

（３）第３の態様に係る浮体１は、（２）の浮体１であって、前記ポンプ制御部７２は、単位時間あたりの前記ポンプ３５の回転数の変化率を調整し、前記ポンプ制御部７２は、前記タンク１１内の前記液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが、所定の閾値以下となった場合、前記ポンプ３５の回転数の変化率を低下させる。

【0063】

このような構成では、ポンプ３５により払い出し可能な液面高さＬｈの下限値に近づいたときに液面高さＬｈの低下する速度を抑えることができるため、液面高さの下限値付近でポンプ３５内にタンク１１内の気相の気体が流入することを抑えることができる。

【0064】

（４）第４の態様に係る浮体１は、浮体本体２と、前記浮体本体２に設けられた（１）から（３）の何れか一つの液化二酸化炭素の払出設備１０と、を備える。
浮体１の例としては、船舶や洋上浮体設備が挙げられる。浮体本体２の例としては、船体や洋上浮体設備の浮体本体が挙げられる。
このような構成では、浮体１のタンク１１の気相の圧力Ｐを抑制しつつ、タンク１１に貯留された液化二酸化炭素Ｌを払い出す際に、ドライアイスの生成を抑えることができる。

【0065】

（５）第５の態様に係る液化二酸化炭素の払出方法は、液化二酸化炭素Ｌを貯留可能なタンク１１、前記タンク１１の内外を下方から上方に向かって貫通し、前記タンク１１内の前記液化二酸化炭素Ｌを前記タンク１１外に払い出しする払出配管３０、及び前記払出配管３０に備えられ、前記タンク１１内の前記液化二酸化炭素Ｌを前記タンク１１外に送り出すポンプ３５、を備える液化二酸化炭素の払出設備１０における、液化二酸化炭素Ｌの払出方法Ｓ１０であって、前記ポンプ３５を作動させ、前記払出配管３０を通して、前記タンク１１内の前記液化二酸化炭素Ｌを前記タンク１１外に送り出し、前記液化二酸化炭素Ｌの払い出しを開始する工程と、前記タンク１１内の前記液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低下するにつれて、前記ポンプ３５の回転数を低下させる工程と、前記ポンプ３５を停止させ、前記液化二酸化炭素Ｌの払い出しを終了する工程と、を含む。

【0066】

このように、タンク１１内の液化二酸化炭素Ｌの液面高さＬｈが低下した場合に、ポンプ３５の回転数を低下させる。そのため、液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑え、ポンプ３５の周辺で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。

【符号の説明】

【0067】

１…船舶（浮体） ２…船体（浮体本体） ２ａ…船首 ２ｂ…船尾 ３Ａ、３Ｂ…舷側 ５…上甲板 ７…上部構造 ８…貨物搭載区画 １０…液化二酸化炭素の払出設備 １１…タンク １１ｔ…頂部 １２…筒状部 １３…鏡板部 ２０…積込配管 ２１…第一積込配管部 ２２…第二積込配管部 ２２ｐ…基端 ２２ｑ…先端 ３０…払出配管 ３１…第一払出配管部 ３２…第二払出配管部 ３２ｓ…第一端 ３２ｔ…第二端 ３５…ポンプ ４０…検出部 ４１…液面検出部 ４２…圧力検出部 ５０…制御装置 ５１…ＣＰＵ ５２…ＲＯＭ ５３…ＲＡＭ ５４…ストレージ ５５…信号送受信モジュール ７１…信号入力部 ７２…ポンプ制御部 ７３…出力部 Ｄａ…船首尾方向 Ｄｖ…上下方向 Ｄｘ…長手方向 Ｌ…液化二酸化炭素 Ｌｈ…液面高さ Ｌｓ１…第一基準レベル Ｌｓ２…第二基準レベル Ｌｓｄ…下限レベル Ｐ…圧力 Ｐｈ…ヘッド圧 Ｐｓ１…第一基準圧力 Ｐｓ２…第二基準圧力 Ｒ１…第一回転数 Ｒ２…第二回転数 Ｒ３…第三回転数 Ｓ１０…液化二酸化炭素の払出方法 Ｓ１１…液化二酸化炭素の払い出しを開始する工程 Ｓ１２…第一切替条件を満たしているか判定する工程 Ｓ１３…ポンプの回転数を低下させる工程 Ｓ１４…第二切替条件を満たしているか判定する工程 Ｓ１５…ポンプの回転数の変化率を下げる工程 Ｓ１６…下限値への到達を判定する工程 Ｓ１７…液化二酸化炭素の払い出しを終了する工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】