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公開番号2025002299
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102375
出願日2023-06-22
発明の名称相変化検出装置、および、液化ガス供給システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類G01N 21/59 20060101AFI20241226BHJP(測定;試験)
要約【課題】配管を流れる液化ガスの液相からの相変化を精度よく検出できる相変化検出装置および液化ガス供給システムを提供する。
【解決手段】相変化検出装置は、液化ガスが流れるための配管の内部の照射対象領域に光を照射するように構成される光源ユニットと、照射対象領域を通過した光である透過光を受光するように構成される受光ユニットと、受光ユニットによって受光された透過光の明るさが規定度合いを下回る場合に、液化ガスの一部が液相から相変化したと判定するように構成される相変化判定部とを備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
液化ガスが流れるための配管の内部の照射対象領域に光を照射するように構成される光源ユニットと、
前記照射対象領域を通過した前記光である透過光を受光するように構成される受光ユニットと、
前記受光ユニットによって受光された前記透過光の明るさが規定度合いを下回る場合に、前記液化ガスの一部が液相から相変化したと判定するように構成される相変化判定部と
を備える相変化検出装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記光源ユニットは、
前記光を照射するための光源と、
前記配管の内周面に設けられると共に、前記光源から照射される前記光が通過するように構成される光源側窓と
を含み、
前記受光ユニットは、
前記受光ユニットは、前記配管の前記内周面に設けられると共に、前記透過光が通過するように構成される受光側窓と、
前記受光側窓を通過した前記透過光を受光するように構成される受光部と
を含む
請求項１に記載の相変化検出装置。
【請求項３】
前記光源側窓と前記受光側窓は、前記配管の軸方向において互いにずれるように配置される
請求項２に記載の相変化検出装置。
【請求項４】
前記光源側窓と前記受光側窓はいずれも、前記配管の中心よりも上側に配置される
請求項２または３に記載の相変化検出装置。
【請求項５】
前記光源側窓と前記受光側窓はいずれも、前記配管の中心よりも下側に配置される
請求項２または３に記載の相変化検出装置。
【請求項６】
前記光源と前記受光部はいずれも、前記配管から離れた位置に配置され、
前記光源ユニットは、前記光源側窓に対向する第１端部と、前記光源に接続する第２端部とを含む前記配管に接続する第１光ファイバーをさらに含み、
前記受光ユニットは、前記受光側窓に対向する第３端部と、前記受光部に接続する第４端部とを含む第２光ファイバーをさらに含む
請求項２または３に記載の相変化検出装置。
【請求項７】
前記光源は、前記光源側窓に対向するように前記配管に取り付けられ、
前記受光部は、前記受光側窓に対向するように前記配管に取り付けられる
請求項２または３に記載の相変化検出装置。
【請求項８】
フランジ管をさらに備え、
前記光源側窓と前記受光側窓は、前記フランジ管の内周面に取り付けられている
請求項２に記載の相変化検出装置。
【請求項９】
前記透過光の明るさは、前記透過光の輝度によって表され、
前記規定度合いは、前記配管内が液相の前記液化ガスのみで満たされている場合、または、前記配管内に前記液化ガスが存在していない場合の前記透過光の前記輝度を基準として算出された相対値である
請求項１乃至３の何れか１項に記載の相変化検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれかに記載の相変化検出装置と、
前記配管を含む液化ガス供給ラインと、
前記液化ガス供給ラインに設けられ、前記配管における圧力を制御するように構成される圧力制御機構と、
前記相変化検出装置の前記相変化判定部が、前記液化ガスの一部が前記液相から相変化したと判定した場合に、相変化した前記液化ガスが前記液相に戻るよう前記配管の前記圧力を変更するための制御を、前記圧力制御機構に対して実行するように構成されるコントローラと
を備える液化ガス供給システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、配管を流れる液化ガスの液相からの相変化を検出する相変化検出装置、および、当該相変化検出装置を備える液化ガス供給システムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、配管を流れる液体の相変化を検出するように構成された相変化検出装置が知られている。例えば、特許文献１で開示される相変化検出装置は、液体の一部が気相になるキャビテーションによって生じる気泡（キャビテーション気泡）を検出するように構成される。より具体的には、この相変化検出装置は、光源、光導波路、および、光受信器を備えている。光源から放たれた光は、光導波路の自由端部において反射して、光受信器によって受信される。特許文献１では、自由端部においてキャビテーション気泡が留まると、光受信器によって受信される反射光の強度が高まる。この場合、キャビテーション気泡が発生したことを示す検出信号を相変化検出装置は出力できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第２９４７８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、外部からの入熱によって液体から生じる気泡は、キャビテーション気泡よりも大きい。しかしながら、上記の相変化検出装置では、いずれの気泡が自由端部にて発生しても反射光の強度が強まるため、気泡の識別が困難である。つまり、キャビテーションと判定されるべき液体の気相への相変化を精度よく検出できない虞がある。
また、液体の一部の固相化によって生じる固体粒子が自由端部に留まる場合も、反射光によって反射される光の強度が強まる。そのため、固体粒子と外部入熱によって生じる気泡との識別が困難であり、上記の検出装置は液体の固相化を精度よく検出できない虞がある。
【０００５】
本開示の目的は、配管を流れる液化ガスの液相からの相変化を精度よく検出できる相変化検出装置および液化ガス供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態に係る相変化検出装置は、
液化ガスが流れるための配管の内部の照射対象領域に光を照射するように構成される光源ユニットと、
前記照射対象領域を通過した前記光である透過光を受光するように構成される受光ユニットと、
前記受光ユニットによって受光された前記透過光の明るさが規定度合いを下回る場合に、前記液化ガスの一部が液相から相変化したと判定するように構成される相変化判定部と
を備える。
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態に係る液化ガス供給システムは、
上記相変化検出装置と、
前記配管を含む液化ガス供給ラインと、
前記液化ガス供給ラインに設けられ、前記配管における圧力を制御するように構成される圧力制御機構と、
前記相変化検出装置の前記相変化判定部が、前記液化ガスの一部が前記液相から相変化したと判定した場合に、相変化した前記液化ガスが前記液相に戻るよう前記配管の前記圧力を変更するための制御を、前記圧力制御機構に対して実行するように構成されるコントローラと
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、配管を流れる液化ガスの液相からの相変化を精度よく検出できる相変化検出装置および液化ガス供給システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係る液化ガス供給システムの概略図である。
一実施形態に係る第１バルブを液体ガスが正常に流れる様子を示す概略図。
一実施形態に係る第１バルブを流れる液体ガスの一部が気相化した様子を示す概略図。
液体ガスの撮影画像（気泡なし）のヒストグラムである。
液体ガスの撮影画像（気泡量：小）のヒストグラムである。
液体ガスの撮影画像（気泡量：中）のヒストグラムである。
液体ガスの撮影画像（気泡量：大）のヒストグラムである。
第１実施形態に係る光源ユニットと受光ユニットの概略図である。
第２実施形態に係る光源ユニットと受光ユニットの概略図である。
一実施形態に係る配管の軸方向における光源ユニットと受光ユニットとの位置関係を示す概略図である。
第１の例示に係る配管の軸方向視における光源ユニットと受光ユニットを示す概略図である。
第２の例示に係る配管の軸方向視における光源ユニットと受光ユニットを示す概略図である。
一実施形態に係る追加的な構成要素を備えた相変化検出装置の概略図である。
一実施形態に係る液化ガス供給システムの具体的構成を示す概略図である。
一実施形態に係るコントローラを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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