JP6225281B2 - 気泡検出装置及び該気泡検出装置を用いた凝縮設備 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＬＮＧ等の低温液体にＬＮＧタンクから排出される蒸発ガスを直接接触させて凝縮させ、その下流側において気泡の有無を検出する気泡検出装置及び該気泡検出装置を用いた凝縮設備に関する。
なお、気体と液体については、特に限定されるものではない。

ＬＮＧ等の低温液体にＬＮＧの蒸発ガスを直接接触させて凝縮させる凝縮器を備えた凝縮設備として、例えば特許文献１に開示された天然ガス再液化システムがある。
特許文献１の天然ガス再液化システムは、貯槽内に貯留された低温液体（例えば、ＬＮＧ）から発生する蒸発ガスを圧縮する蒸発ガス圧縮機と、該蒸発ガス圧縮機によって圧縮された前記蒸発ガスと前記貯槽から送出された低温液体とを混合して前記低温液体中に前記蒸発ガスを凝縮させるスタティックミキサーと、スタティックミキサーの下流側に設けられて凝縮できなかった気体と液体とを分離するセパレータを有している。さらに、セパレータで分離され下方から取り出された液を昇圧するセカンダリポンプが接続されている。

セパレータは、気体と液体の比重の違いを利用して両者を分離し、容器の下方から液体を取り出し、容器上方に蓄積した気体をベッセル内に生じた液面の位置を基準として上方から抜き出すようにしている。

US6,745,576B1

特許文献１の技術は、凝縮できない気体があることを前提として、セパレータにおいて気体を除去しようとするものである。セパレータの下流側に接続されたセカンダリポンプに気体が流入すると、所定のポンプ性能を発揮できないばかりか、キャビテーションによるポンプ破損にいたる場合もある。
特許文献１に開示されているセパレータにおいて、液面をセパレータ内に維持して安定させるためには、ある程度の大きさの水平面断面積が必要であり、また液面を基準とした制御のためには高さ方向にもある程度の長さが必要であるため、セパレータは必然的に大型にならざるを得ない。
セパレータが大型化すると外部からの入熱が大きくなり、入熱によるＬＮＧの蒸発が大きくなり効率が悪いといった問題がある。

そこで、凝縮できなかった気体をセパレータで分離するのではなく、凝縮できなかった気体の有無を検知して、凝縮できなかった気体が検知されれば、気体を全て凝縮できるような条件に変更できるようにすることが考えられる。
そのためには、凝縮器の下流側において気泡の有無を正確かつ瞬時に検知できる気泡検出装置を設ける必要がある。

この点、例えば仮に特許文献１に開示のセパレータを気泡検出装置として用いたとすると、上述の通り、セパレータとしての機能を有するが故に大型化せざるを得ず、大型化したセパレータを気泡検出装置として用いた場合、液面の変化が起きるためには大量の気体の流入が必要であり、凝縮器が気体を完全凝縮できない状態が検出できるまでの時間が長くなる。

また、大型のセパレータを仮に気泡検出装置として用いた場合、セパレータへの外部からの入熱によってもＬＮＧが蒸発して気体が発生する。このため、蒸発によって発生した気体と凝縮器で凝縮できなかった気体を合わせた量がセパレータ内に蓄積するため、蓄積された気体が蒸発によるものか凝縮器で凝縮しきれなかったものかの区別ができず、凝縮器で凝縮ができているかどうかを正確に判定することができない。

なお、気泡の有無を感度よく検出する要請のある液体は、上記のようなＬＮＧ等の低温液体にＬＮＧの蒸発ガスを混合して凝縮させる凝縮器の下流側の液体に限られず、例えば加熱や複数の液体を混合することで化学反応を起こす反応容器の下流の液体等、気泡を含有する可能性のある液体が広く対象となる。

本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、気泡を含有する可能性のある液体が流れる流路に設けられて前記液体中に含まれる気泡を感度よく検出できる気泡検出装置及び該気泡検出装置を用いた凝縮設備を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る気泡検出装置は、気泡を含有する可能性のある液体が流れる流路に設けられて前記液体中に含まれる気泡を検出するものであって、
前記液体を供給する供給管と前記液体を排出する排出管が接続される容器と、該容器の上部に設けられて流入した液体を常時液源に戻す液戻し管と、前記容器内、又は前記容器内及び前記液戻し管の一部において気泡が存在しうる領域内の差圧を検出する差圧計とを備えたことを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記容器は縦型容器からなり、該縦型容器の側壁部に前記供給管が接続され、前記縦型容器の下部に前記排出管が接続されていることを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記供給管から供給された液体を前記容器の上部に案内するガイド手段を設けたことを特徴とするものである。

（４）また、本発明に係る凝縮設備は、液体に気体を直接又は間接的に接触させて前記気体を凝縮させる凝縮器を有するものであって、
前記凝縮器の下流に設置された上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の気泡検出装置を有し、該気泡検出装置の前記容器内の液体の温度と外気温度とに基づいて前記容器内での蒸発によって気泡が発生しない液戻し量を算出して前記液戻し管を流れる流量を調整する流量調整装置を設けたことを特徴とするものである。

（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記凝縮器の上流側に設けられて凝縮器に供給する気体を圧縮する圧縮機と、前記気泡検出装置の差圧計の信号を入力し、該信号に基づいて前記圧縮機の出力を制御する制御装置を備えたことを特徴とするものである。

（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、前記圧縮機と前記凝縮器の間の流路に流量を調節する調節弁をさらに設け、前記制御装置は前記差圧計の信号に基づいて、前記圧縮機の出力及び／又は前記調節弁の開度を制御することを特徴とするものである。

（７）また、上記（５）又は（６）に記載のものにおいて、前記排出管を流れる液体を昇圧する昇圧ポンプを有し、前記制御装置は前記差圧計の信号に基づいて前記差圧が所定値より小さくなったと判断される場合、前記圧縮機及び前記昇圧ポンプを停止することを特徴とするものである。

本発明に係る気泡検出装置は、液体を供給する供給管と前記液体を排出する排出管が接続される容器と、該容器の上部に設けられて流入した液体を常時液源に戻す液戻し管と、前記容器内、又は前記容器内及び前記液戻し管の一部において気泡が存在しうる領域内の差圧を検出する差圧計とを備えたことにより、液面を容器内で安定に維持する必要がないため容器の水平面断面積を小さくでき、気泡検出感度を高くすることができる。また、容器を小型化できることで、外部からの入熱を小さくすることができる。
さらに、液戻し管から常時液体を排出することで容器内での液体の滞留部がなくなり容器内での蒸発がなく、容器内での外部入熱による気泡の発生がないので、供給管から供給された液体に気泡が存在することを確実に検出することができる。

本発明の実施の形態１に係る気泡検出装置の説明図である。 気泡検出装置に設けるガイド手段を説明する説明図である（その１）。 気泡検出装置に設けるガイド手段を説明する説明図である（その２）。 本発明の実施の形態１に係る気泡検出装置の差圧測定の原理を説明する説明図である。 本発明の実施の形態１に係る気泡検出装置の差圧の測定箇所についての説明図である（その１）。 本発明の実施の形態１に係る気泡検出装置の差圧の測定箇所についての説明図である（その２）。 本発明の実施の形態２に係る凝縮設備の説明図である。 実施の形態１に示した気泡検出装置の他の態様の説明図である（その１）。 実施の形態１に示した気泡検出装置の他の態様の説明図である（その２）。 実施の形態１に示した気泡検出装置の他の態様の説明図である（その３）。 実施の形態１に示した気泡検出装置の他の態様の説明図である（その４）。 実施の形態１に示した気泡検出装置の他の態様の説明図である（その５）。 実施の形態１に示した気泡検出装置の他の態様の説明図である（その６）。 実施の形態１に示した気泡検出装置の他の態様の説明図である（その７）。

［実施の形態１］
本実施の形態に係る気泡検出装置１は、例えばＬＮＧ等の低温液体にＬＮＧの蒸発ガスを直接又は間接的に接触させて蒸発ガスを液化させる凝縮器の下流側に設けられて凝縮器で凝縮されなかった気泡を検出する気泡検出装置１であって、図１に示すように、縦型容器３と、縦型容器３の上部の液戻し口４に接続された液戻し管５と、縦型容器３内の差圧を検出する差圧計７を備えている。
以下、各構成要素について、気泡検出装置１をＬＮＧ等の低温液体にＬＮＧの蒸発ガスを直接接触させて蒸発ガスを液化させる凝縮器の下流側に設置した場合を例に挙げて詳細に説明する。

＜縦型容器＞
縦型容器３は、例えば円筒状の容器であって、その最小径は限定されないが、排出管と同程度まで小さくすることが可能である。縦型容器３の断面形状は、円形の他、矩形など任意の形状を取りうる。縦型容器３では特許文献１のセパレータのように気体と液体を分離する目的ではないので、大きな容量は不要である。

縦型容器３の側壁部には供給管接続部８が設けられ、供給管接続部８に凝縮器によって気液が混合された混合液を供給する供給管９が接続されている。
また、縦型容器３の下部には排出口１０が設けられ、排出口１０には縦型容器３に供給された混合液を下流側の設備に向けて排出する排出管１１が接続されている。
なお、図１、図２、図４〜図６においては、縦型容器３の液戻し口４と液戻し管５の境界部、縦型容器３の供給管接続部８と供給管９の境界部、及び縦型容器３の排出口１０と排出管１１の境界部を破線で示しているが、実機では破線の部分がフランジや溶接等による接続部となる。

縦型容器３に供給された混合液の大半は排出管１１から排出され、少量の混合液が縦型容器３の上部に設けられた液戻し管５から排出される。
このように、混合液は液戻し管５から常時液源に戻されるため、縦型容器３内で混合液が滞留しにくく、入熱による蒸発によって気泡が発生しにくい構造になっている。

もっとも、縦型容器３の形状等によっては、縦型容器３内において排出管１１にショートカットする流れが生じて、混合液が縦型容器３の供給管接続部８より上部の空間で滞留することも考えられる。滞留が生ずるとその領域で入熱によって気泡が発生するため、凝縮器によって凝縮しきれずに発生した気泡との区別ができなくなる。
そこで、上記のようなショートカットが生じないように、供給管９から供給される混合液の流れを排出管１１の反対鉛直方向、すなわち縦型容器３の上部に案内するガイド手段１３を設けることが好ましい。

ガイド手段１３の例としては、図２（ａ）に示すように、供給管接続部８の先端を縦型容器３内部に延出させ、先端部を上方に向けて湾曲させたり、また図２（ｂ）に示すように、供給管接続部８の先端部を斜め上方に向けて屈曲させたり、またあるいは図２（ｃ）に示すように、供給管接続部８の先端部に流入した液体が当接する整流板１５を設けるようにして、流入した液体を縦型容器３の上部に向けてガイドするようにするものが考えられる。
なお、図２（ｃ）に示した整流板１５の具体的な形状としては、図３（ａ）に示すように、前壁、側壁及び底壁がある矩形状のものや、図３（ｂ）に示すように、底壁と湾曲壁を有するものが考えられる。

＜液戻し管＞
液戻し管５は、縦型容器３の上部の液戻し口４に接続されて流入した混合液を常時液源、例えば貯留槽に戻すためのものである。
縦型容器３に供給された混合液は、その大半が下部の排出管１１から排出されると共にその一部が常に液戻し管５によって液源に戻される。そのため、縦型容器３内には液面が存在せず、常時満液状態となっている。この点は、特許文献１に開示されたセパレータのように容器内に液面が存在するものとは相違している。

液戻し管５には流量を調整する流量調整弁１７と管内を流れる液体の温度を計測する温度検出器１８が設けられており、流量調整弁１７は、外気温度と混合液の温度に基づいて流量調整弁制御部１９によって開度が調整される。
液戻し管５から常時排出される液体の量は、縦型容器３内で入熱による気泡が発生しないように、十分な量とする必要がある。この十分な量については後述する。

＜差圧計＞
差圧計７は、縦型容器３内、又は縦型容器３内及び液戻し管５の一部において気泡が存在する領域内の差圧を検出する。気泡は縦型容器３における混合液の流入部よりも上方に存在することになるので、差圧を検出する上下の位置は、少なくとも上側が混合液の流入部よりも上方であればよい。もっとも、差圧を感度よく検出するには、気泡量に対する液量が少ない方がよいので、上側の位置は水平面断面積を出来るだけ小さくするほうが良い。また、下側の位置よりも気泡が上にないと検知できないため、下側の位置は混合液の流入部と同じか、少し下方が好ましい。
差圧を検出することで、縦型容器３内における気泡の有無を検出することができるが、以下、この点について、図４に基づいて説明する。

縦型容器３内が満液状態だと仮定して、内部に密度ρの液体が詰まっている場合を仮定する。そして、図４に示すように、下側の差圧検出位置である点Ａ（圧力P1）と上側の差圧検出位置である点Ｂ（圧力P2）との距離（高さ）をＨとすると、点Ａと点Ｂにおける差圧ΔPは、
ΔP=P1−P2＝ρ・g・H
となる。
ここで、縦型容器３内に気泡が入ってくると、液面が形成されなくても気泡が点Ａと点Ｂの間、すなわち高さＨの範囲にあればΔPがρ・g・Hよりも低下するので気泡の混入が分かる。

気泡の検出感度を上げるには、所定の高さ範囲内に存在する気泡量の液量に対する割合が多くなるようにすればよい。そのためには、差圧を計測する範囲の水平面断面積を出来るだけ小さくするほうが良い。例えば、図５に示すように、供給管９を縦型容器３のできるだけ上方に接続し、上側の差圧検出位置である液戻し管５に配設する方が、図６に示すように、差圧を取る範囲が全て縦型容器３内とするよりも好ましい。
なお、縦型容器３における供給管９より下側の容積は、気体が大量に混入してきた際に、排出管１１を介して下流側に流出させないためのバッファ容量として機能する。そのため、このようなバッファ容量を確保するという観点でも供給管９を縦型容器３のできるだけ上部に接続した方が良い。

以上のように構成された本実施の形態の気泡検出装置１においては、凝縮器で凝縮されて気体と液体が混合された混合液が供給管９から縦型容器３に供給され、その大半は排出管１１から排出され、少量の混合液は液戻し管５から液源に戻される。そのため、上述したように縦型容器３内は常時満液状態となっている。
また、液戻し管５に設けた流量調整弁１７は、上述したように、縦型容器３内で入熱による気泡が発生しないような十分な流量に調整される。
この点、本実施の形態では外気温と内部流体の温度に基づいて外部からの入熱量を計算し、これに基づいて流量調整弁１７の開度を調整して、液戻し管５に所定の流量以上の流量が流れるようにする。
以下、気泡が発生しないために液戻し管５に流す液体流量について説明する。

外部からの入熱：q、液体の比熱：Cp、液体質量流量：ｍ、供給管９の接続位置〜差圧計測位置（上側）の表面積（縦型容器３＋液戻し管５）：A、液体の温度：Ti、液体の沸点をTb、外部の空気の温度：To、熱通過率：αとすると、
q＝A×α×（To−Ti）
気泡が発生しないためには液体が沸点以下であることが必要であるから、
（Tb-Ti）×Cp×ｍ＞q
であれば気泡が発生しない。よって、液戻し管５からは以下の式で示す流量ｍ以上の液体排出量とするようにすればよい。
ｍ＞q/((Tb−Ti）×Cp)

なお、液温の変化がほとんど無い場合は、気温計や液体の温度計を設けずに、想定される入熱量よりも十分大きな量の液体を液戻し管５から排出するようにしてもよい。この場合、算出される必要流量の2倍以上を流すようにするのが望ましい。

供給管９から供給された混合液内に気泡が混入していた場合、気泡は図５、図６に示すように、縦型容器３内を上昇する。このとき、差圧に変化が生じて、すなわち差圧が小さくなり、気泡の存在が検出される。

本実施の形態の気泡検出装置１では、液面を縦型容器３内で安定に維持する必要がないため縦型容器３の水平面断面積を小さくでき、気泡検出感度を高くすることができる。また、縦型容器３を小型化できることで、外部からの入熱を小さくすることができる。
また、液戻し管５から常時液体を排出することで縦型容器３内での液体の滞留部が生じにくくなり縦型容器３内での外部入熱による気泡が発生しないので、供給管９から供給された混合液に気泡が存在していたことを確実に検出することができる。

また、図２、図３に示したガイド手段１３を設けることで、縦型容器３内での液の滞留領域をより確実になくすることができ、縦型容器３内で入熱による気泡発生を確実に防止できる。
さらに、液戻し管５に流量調整弁１７を設けたことで、気温や液体の温度の変化に対して液戻し管５からの液体排出量をコントロールすることができ、より確実に気泡の発生を防止できる。

［実施の形態２］
本実施の形態は、実施の形態１の気泡検出装置１を備えた凝縮設備２１に関するものである。
図７は、気泡検出装置１を、ＬＮＧを貯留する貯留槽２３から送出されるＬＮＧにＬＮＧの蒸発ガスを混合して凝縮する凝縮器２５の下流側に設けた例である。
本実施の形態の凝縮設備２１は、図７に示すように、貯留槽２３内のＬＮＧから発生する蒸発ガスを抜き出す蒸発ガス抜出し管２７、蒸発ガス抜出し管２７から抜き出された蒸発ガスを圧縮する蒸発ガス圧縮機２９、蒸発ガス圧縮機２９によって圧縮された蒸発ガスを凝縮器２５に供給する気体供給管３１、気体供給管３１に設けられた調節弁３３、気体供給管３１から供給された気体を凝縮する凝縮器２５、貯留槽２３に設けられてＬＮＧを送出する送出管３５、送出管３５に設けられてＬＮＧを凝縮器２５に向けて払い出す払出しポンプ３７を備えている。

また、凝縮器２５の下流側には供給管９が設けられ、供給管９には実施の形態１の気泡検出装置１の縦型容器３が接続されている。縦型容器３の下部には排出管１１が接続され、排出管１１には混合液をさらに昇圧する昇圧ポンプ３９が設けられている。
なお、気泡検出装置１の縦型容器３は凝縮器２５よりも高い位置に配置し、凝縮器２５から縦型容器３までは配管内に気体の蓄積が起こらないように縦型容器３に向かって上向きの勾配をつけるようにするのが好ましい。または、凝縮器２５から縦型容器３までの経路において上に凸形状となるような部位があると気体が溜まることになるので、このような部位を設けないようにするのが好ましい。

また、蒸発ガス圧縮機２９、払出しポンプ３７、昇圧ポンプ３９の出力や始動・停止、また調節弁３３の開度を制御する制御装置４１が設けられ、制御装置４１は、気泡検出装置１の差圧信号に基づいて各機器の制御を行う。

次に、上記のように構成された本実施の形態の凝縮設備２１の運転方法について説明する。
貯留槽２３から払出しポンプ３７によってＬＮＧが送出され、送出管３５を介して凝縮器２５に供給される。
一方、貯留槽２３からはＬＮＧの蒸発ガスが蒸発ガス抜出し管２７を介して抜き出され、この蒸発ガスは蒸発ガス圧縮機２９で圧縮され、蒸発ガス圧縮機２９の下流側に設置された調節弁３３で気体供給量を調整し、気体供給管３１を介して凝縮器２５に供給される。

また、液戻し管５からは縦型容器３内で入熱による気泡が発生しない所定の流量のＬＮＧが常時排出され、貯留槽２３に戻されている。

再液化された混合液は気泡検出装置１の縦型容器３に供給され、その大半は排出管１１から排出されて昇圧ポンプ３９に送液される。縦型容器３に供給された混合液の一部は液戻し管５を介して貯留槽２３に戻される。
気泡検出装置１では常時差圧が検出されており、その情報が制御装置４１に入力されている。気泡検出装置１によって気泡が検出されると、制御装置４１は検出量が予め定めた値を越えたときには、蒸発ガス圧縮機２９、払出しポンプ３７、昇圧ポンプ３９の出力や始動・停止、また調節弁３３の開度を制御する。
制御装置４１による制御の例を挙げると以下の通りである。

ある閾値（例えば差圧が基準値の10%減）よりも差圧が小さくなった場合は、凝縮器２５への気体の供給を少なくする。この方法としては蒸発ガス圧縮機２９の出力を低減させる、あるいは調節弁３３の開度を小さくする方法がある。
さらに差圧が小さくなった場合（例えば差圧が基準値の20%減）は、気体が気泡検出装置１に大量に流入したとみなして凝縮器２５へ気体を供給する蒸発ガス圧縮機２９、および昇圧ポンプ３９を停止させる。
また、蒸発ガス圧縮機２９の出力低下、蒸発ガス圧縮機２９の停止、および昇圧ポンプ３９の停止に応じて制御装置４１で払出しポンプ３７の出力を制御する。

なお、縦型容器３の供給管接続部８から下部の容量をQ（m³）、昇圧ポンプ３９の運転流量をV（m³/s）、昇圧ポンプ３９が停止信号を受けて停止とするまでの時間をt（ｓ）とすると、気泡検出装置１の縦型容器３の供給管接続部８から下部の容量をQをV×t以上とすることで、昇圧ポンプ３９に気体が流れるのを防止できる。

以上のように、本実施の形態の凝縮設備２１によれば、高感度・高反応速度の気泡検出装置１を設け、気泡が検出されたときには、凝縮器２５での凝縮が確実に行えるように凝縮器２５に供給する蒸発ガス量を調整し、あるいは大量の気泡が凝縮器２５の下流側に流れた場合には、機器を停止するようにしたので、昇圧ポンプ３９に気泡が送られるのを確実に防止することができる。

なお、上記の例では、蒸発ガス圧縮機２９の下流側に調節弁３３が設けられているので、気泡検出装置１で気泡が検出された場合の対処方法としては、蒸発ガス圧縮機２９及び／又は調節弁３３となるが、調節弁３３を設けるのは必須ではなく、調節弁３３を設けていない場合には、蒸発ガス圧縮機２９の出力を制御すればよい。

なお、上記の実施の形態では、気泡検出装置１をＬＮＧの蒸発ガスを直接接触させて蒸発ガスを液化させる凝縮器２５の下流側に設置した場合を例に挙げて説明したが、本発明の気泡検出装置が用いられるのは上記の場合に限られず、例えば加熱や複数の液体を混合することで化学反応を起こす反応容器の下流の液体等、気泡を含有する可能性のある液体が流れる流路に設置して用いることができる。

実施の形態１において、ガイド手段１３の例として、図２に示すものを示したが、ガイド手段１３の態様としてはこれらに限られるものではなく、例えば図８に示すように、下端部が縦型容器３の下部（底部）に接続され、上方に延出して上端部が縦型容器３内で開放端となっている仕切板で構成してもよい。
ガイド手段（仕切板）１３の開放端の位置は、排出管１１にショートカットする流れを防止するため、供給管接続部８及び排出口１０から極力離れた位置が望ましい。また、下側の差圧検出位置である点Ａの高さは、ガイド手段１３の開放端と同程度の高さが望ましい。

また、実施の形態１及び図８においては、供給管９と排出管１１の縦型容器３への接続位置について、供給管９が縦型容器３の側壁部に接続され、排出管１１が縦型容器３の下部（底部）に接続される例を示したが、本発明はこれに限られず、図９〜図１２に示すような種々の態様を取り得る。
以下、これらの他の態様について説明する。

図９に示す例は、供給管９が縦型容器３の下部（底部）に接続され、排出管１１が縦型容器３の側壁部に接続されるようにした例である。
この場合のガイド手段１３の態様としては、図９（ａ）に示すように、供給管接続部８の先端を排出口１０よりも上方の位置まで延出させて構成したり、図９（ｂ）に示すように、下端部が縦型容器３の下部（底部）に接続され、上方に延出して上端部が排出口１０よりも上方の位置で開放する開放端となっている仕切板で構成してもよい。
このとき下側の差圧検出位置である点Ａの高さは、ガイド手段１３の上端と同程度の高さが望ましい。

図１０に示す例は、供給管９が縦型容器３の下部（底部）に接続され、排出管１１も縦型容器３の下部（底部）に接続されるようにした例である。
この場合のガイド手段１３の態様としては、図１０（ａ）に示すように、供給管接続部８の先端を上方に延出させて構成したり、図１０（ｂ）に示すように、下端部が縦型容器３の下部（底部）に接続され、上端部が上方に延出して開放する開放端となっている仕切板で構成してもよい。
このとき下側の差圧検出位置である点Ａの高さは、図９に示した例と同様に、ガイド手段１３の上端と同程度の高さが望ましい。

図１１、図１２に示す例は、供給管９及び排出管１１が共に縦型容器３の側壁部に接続されるようにした例である。
この場合、供給管９と配出管１１における縦型容器３の周方向の配置については、特に限定されず、例えば図１１（ａ）、（ｂ）に示すように互いに対向する位置であってもよいし、図１２に示すように、同側面であってもよいし、あるいは図示していないが供給管９と配出管１１が周方向で所定の角度でずれている配置でもよい。
また、供給管９と排出管１１における縦型容器３の高さ方向の配置についても、図１１（ａ）、図１２に示すように、段差が設けられてもよいし、図１１（ｂ）に示すように、同じ高さであってもよい。

もっとも、排出管１１から気泡が排出されないように、供給管９と排出管１１の配置やガイド手段１３の設け方を考慮する必要がある。
図１１（ａ）に示すように、供給管９の位置が排出管１１よりも高い位置にあり、かつ供給管９と排出管１１の位置が縦型容器３の周方向で離れている場合には、ガイド手段１３を設けなくてもよい場合もある。
他方、供給管９と排出管１１の高さ位置が同じような場合には、図１１（ｂ）に示すように、下端部が縦型容器３の下部（底部）に接続され、上方に延出して上端部が排出口１０よりも上方の位置で開放する開放端となっている仕切板からなるガイド手段１３を設けるのが好ましい。

もっとも、供給管９の位置が排出管１１よりも高い位置にあっても、図１２に示すように、供給管９と排出管１１の周方向位置が近い場合には、ガイド手段１３として、一端が縦型容器３の側壁に接続され、他端が縦型容器３内に延出して容器内部で開放する開放端となっている仕切板を供給管９と排出管１１の間に設けるようにするのが好ましい。

上記の実施の形態１では、本発明の容器の例として縦型容器３を例に挙げたが、容器の形状は縦型のものに限られず、種々の形状のものを適用できる。
例えば、図１３、図１４に示すように、設置状態で上に凸となるようにＵ字を上下逆にした形状の容器４３（以下、「逆Ｕ字形状容器４３」という）であってもよい。

逆Ｕ字形状容器４３の場合における供給管９と排出管１１の配置は種々の態様を取ることができ、図１３（ａ）に示すように、逆Ｕ字形状容器４３における一方の辺部の側壁部に供給管９を接続し、他方の辺部の底部に排出管１１を接続したり、図１３（ｂ）に示すように、逆Ｕ字形状容器４３における一方の辺部の底部に供給管９を接続し、他方の辺部の側壁部に排出管１１を接続したり、図１４（ａ）に示すように、逆Ｕ字形状容器４３の一方の辺部の底部に供給管９を接続し、他方の辺部の底部に排出管１１を接続したり、図１４（ｂ）に示すように、逆Ｕ字形状容器４３の一方の辺部の側壁部に供給管９を接続し、他方の辺部の側壁部に排出管１１を接続したりすることができる。
また、逆Ｕ字形状容器４３の断面形状は、円形の他、矩形など任意の形状を取りうる。逆Ｕ字形状容器４３は、例えば円筒状の容器である場合、その最小径は限定されないが、排出管１１もしくは供給管９、あるいはその両方と同程度まで小さくすることが可能である。

逆Ｕ字形状容器４３の場合、供給管９が接続された側の辺部の内壁がガイド手段１３として機能するので、別途ガイド手段１３を設けなくても供給された混合液が排出管１１にショートカットする流れを防止することができる。

なお、気泡検出装置１を実施の形態２の凝縮設備２１に適用する場合において、気泡検出装置１として、図９、図１０、図１３（ｂ）及び図１４（ａ）に示したような供給管９が容器（縦型容器３、逆Ｕ字形状容器４３）の下部に接続されるものを用いる場合には、凝縮器として混合流体が鉛直上向きに排出されるものを用いると共に該凝縮器の上方に気泡検出装置１を接続するのが好ましい。
このような配置にすることで、凝縮器で気泡が発生してから検出までの時間を短くすることができる。また、相対的に高い位置に気泡検出装置１を配置することになるので、気泡検出装置１において液ヘッドが小さく気泡が発生しやすくなり、他の場所で気泡が発生する前に確実に気泡を検知できるようになる。

１ 気泡検出装置
３ 縦型容器
４ 液戻し口
５ 液戻し管
７ 差圧計
８ 供給管接続部
９ 供給管
１０ 排出口
１１ 排出管
１３ ガイド手段
１５ 整流板
１７ 流量調整弁
１８ 温度検出器
１９ 流量調整弁制御部
２１ 凝縮設備
２３ 貯留槽
２５ 凝縮器
２７ 蒸発ガス抜出し管
２９ 蒸発ガス圧縮機
３１ 気体供給管
３３ 調節弁
３５ 送出管
３７ 払出しポンプ
３９ 昇圧ポンプ
４１ 制御装置
４３ 逆Ｕ字形状容器

Claims (7)

1. 気泡を含有する可能性のある液体が流れる流路に設けられて前記液体中に含まれる気泡を検出する気泡検出装置であって、
   前記液体を供給する供給管と前記液体を排出する排出管が接続される容器と、該容器の上部に設けられて流入した液体を常時液源に戻す液戻し管と、前記容器内、又は前記容器内及び前記液戻し管の一部において気泡が存在しうる領域内の差圧を検出する差圧計とを備えたことを特徴とする気泡検出装置。
2. 前記容器は縦型容器からなり、該縦型容器の側壁部に前記供給管が接続され、前記縦型容器の下部に前記排出管が接続されていることを特徴とする請求項１記載の気泡検出装置。
3. 前記供給管から供給された液体を前記容器の上部に案内するガイド手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の気泡検出装置。
4. 液体に気体を直接又は間接的に接触させて前記気体を凝縮させる凝縮器を有する凝縮設備であって、
   前記凝縮器の下流に設置された請求項１乃至３のいずれか一項に記載の気泡検出装置を有し、
   該気泡検出装置の前記容器内の液体の温度と外気温度とに基づいて前記容器内での蒸発によって気泡が発生しない液戻し量を算出して前記液戻し管を流れる流量を調整する流量調整装置を設けたことを特徴とする凝縮設備。
5. 前記凝縮器の上流側に設けられて凝縮器に供給する気体を圧縮する圧縮機と、前記気泡検出装置の差圧計の信号を入力し、該信号に基づいて前記圧縮機の出力を制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項４に記載の凝縮設備。
6. 前記圧縮機と前記凝縮器の間の流路に流量を調節する調節弁をさらに設け、前記制御装置は前記差圧計の信号に基づいて、前記圧縮機の出力及び／又は前記調節弁の開度を制御することを特徴とする請求項５に記載の凝縮設備。
7. 前記排出管を流れる液体を昇圧する昇圧ポンプを有し、前記制御装置は前記差圧計の信号に基づいて前記差圧が所定値より小さくなったと判断される場合、前記圧縮機及び前記昇圧ポンプを停止することを特徴とする請求項５又は６に記載の凝縮設備。

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