(57)【要約】【課題】長期間に亘って予備管等の配管の内壁に付着した氷をタンク内部に落下させることなく、あるいは氷の融解水をタンク内部に落下させることなく、氷を確実に除去することが可能な管内着氷除去システム及び方法を提供する。【解決手段】氷Ｘを水蒸気へと昇華させて除去するための昇華用ガスを配管内の着氷部位Ｘに向けて放出するガス放出部２０と、前記ガス放出部２０に供給される前記昇華用ガスの温度を検知する温度検知部３０と、前記温度検知部３０の検知結果に基づいて、前記ガス放出部２０での前記昇華用ガスの状態を制御する制御部４０とを備え、前記ガス放出部２０から放出された前記昇華用ガスが前記着氷部位Ｘに接触することで、当該着氷部位Ｘを水蒸気へと昇華させて除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷を水蒸気へと昇華させて除去するための昇華用ガスを配管内の着氷部位に向けて放出するガス放出部と、
前記ガス放出部に供給される前記昇華用ガスの温度を検知する温度検知部と、
前記温度検知部の検知結果に基づいて、前記ガス放出部での前記昇華用ガスの状態を制御する制御部とを備え、
前記ガス放出部から放出された前記昇華用ガスが前記着氷部位に接触することで、当該着氷部位を水蒸気へと昇華させて除去する管内着氷除去システム。
【請求項２】
前記昇華用ガスの調製に使用する原ガスを生成するガス生成部を前記ガス放出部の上流に設けた請求項１に記載の管内着氷除去システム。
【請求項３】
前記昇華用ガスは、液化窒素を気化して得られた液化窒素由来窒素ガスを含む請求項１又は２に記載の管内着氷除去システム。
【請求項４】
前記液化窒素由来窒素ガスに調整用ガスを混合する合流部を備え、
前記制御部は、前記温度検知部の検知結果に基づいて、前記合流部における前記液化窒素由来窒素ガスへの前記温度調整用ガスの混合量を制御する請求項３に記載の管内着氷除去システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記ガス放出部から放出される前記昇華用ガスを、水の三重点以下の温度で且つ水が気体状態となる圧力に制御する請求項２〜４の何れか一項に記載の管内着氷除去システム。
【請求項６】
前記昇華用ガスで前記着氷部位を曝すことにより生成した水蒸気を含有する含湿ガスを、前記配管の外部に排出するガス排出部を備えた請求項１〜５の何れか一項に記載の管内着氷除去システム。
【請求項７】
氷を水蒸気へと昇華させて除去するための昇華用ガスを配管内の着氷部位に向けて放出するガス放出工程と、
前記ガス放出工程で放出される前記昇華用ガスの温度を検知する温度検知工程と、
前記温度検知工程で検知した前記昇華用ガスの温度に基づいて、前記ガス放出工程で放出される前記昇華用ガスの状態を制御する制御工程とを実行し、
前記制御工程を経て放出された前記昇華用ガスが前記着氷部位に接触することで、当該着氷部位を水蒸気へと昇華させて除去する管内着氷除去方法。
【請求項８】
前記昇華用ガスの調製に使用する原ガスを生成するガス生成工程を実行する請求項７に記載の管内着氷除去方法。
【請求項９】
前記昇華用ガスで前記着氷部位を曝すことにより生成した水蒸気を含有する含湿ガスを、前記配管の外部に排出するガス排出工程を実行する請求項７又は８に記載の管内着氷除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内に付着した氷を除去する管内着氷除去システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンクに液体を貯留するにあたっては、安全管理、品質管理、在庫管理等のために、貯留している液体の液温、液密度、液面レベル等の各種状態を把握している。そこで、タンク管理者は、使用機器のトラブル時に、タンクに接続されている予備管等の配管を利用して、温度センサ、液密度計、レベルセンサ等の各種計測機器をタンク内部に挿入し、貯留液体の各種状態を計測する場合がある。
【０００３】
ここで、液体貯留タンクが低温液体を貯留するものである場合、外気が予備管に侵入すると外気中に存在する水分が液体貯留タンク側から冷却され、氷となって予備管の内壁に付着することがある。このような氷の付着が発生すると、温度センサ、液密度計、レベルセンサ等の各種計測機器の設置が困難となる。
【０００４】
この問題に関連し、低温液化ガスの気化設備において、蒸発器を構成する管の表面に付着した氷をヒータの熱によって融解させる技術が知られており（例えば、特許文献１を参照）、この技術を、管内の着氷を除去するためのシステム及び方法に適用することが考えられる。
【０００５】
また、凍結した配管に対して、配管内の凍結部に電気加熱体を当接させ、当該電気加熱体を通電して凍結部を解氷させる技術もあった（例えば、特許文献２を参照）。
【０００６】
さらに、凍結した配管の内部にノズルを挿入し、当該ノズルから凍結部に向けて加圧温水を噴射することで凍結部を解氷させる技術もあった（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２５２９９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１８２１０６号公報
【特許文献３】実用新案登録第３０８６８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１の技術を、そのままの状態で、例えば、液体貯留タンクに接続されている配管内の着氷を除去する用途に適用すると、氷が融解することによって発生した水がタンクの内部に落下する虞がある。あるいは、氷の温度が上昇することにより氷が予備管の内壁から剥離し、氷片がタンクの内部に落下することが考えられる。これらのタンク内部への融解水や氷片の落下は、貯留している液体の品質管理等の観点から好ましいことではない。
【０００９】
また、特許文献２おいても、配管内の凍結部を解氷するに伴って、融解水がタンクの内部に落下する危険性が高い。
【００１０】
さらに、特許文献３にあっては、配管内部の凍結部の解氷に温水を使用しているため、融解水とともに、この温水がそのままタンク内部に流入することになる。
【００１１】
従って、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、長期間に亘って予備管等の配管の内壁に付着した氷をタンク内部に落下させることなく、あるいは氷の融解水をタンク内部に落下させることなく、氷を確実に除去することが可能な管内着氷除去システム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る管内着氷除去システムの特徴構成は、氷を水蒸気へと昇華させて除去するための昇華用ガスを配管内の着氷部位に向けて放出するガス放出部と、前記ガス放出部に供給される前記昇華用ガスの温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部の検知結果に基づいて、前記ガス放出部での前記昇華用ガスの状態を制御する制御部とを備え、前記ガス放出部から放出された前記昇華用ガスが前記着氷部位に接触することで、当該着氷部位を水蒸気へと昇華させて除去する点にある。
【００１３】
配管内に付着した氷やその融解水を下方のタンク等に落下させることなく、配管内から除去するためには、固体である氷を気体である水蒸気の状態へと直接変化させること、すなわち、昇華させることが有効である。このような氷から水蒸気への昇華を発生させるためには、着氷部位周辺の温度及び圧力（水蒸気分圧）を、水の三重点以下の条件にする必要がある。
この点、本構成の管内着氷除去システムであれば、氷を水蒸気へと昇華させて除去するための昇華用ガスをガス放出部から配管内の着氷部位に向けて放出している。このとき、温度検知部が昇華用ガスの温度を検知し、その検知結果に基づいて、制御部が、ガス放出部での昇華用ガスの状態を制御している。これにより、例えば、ガス放出部から着氷部位に向けて放出される昇華用ガスを、水の三重点以下となる条件に調整することが可能となる。この場合、配管内に付着した氷は溶融したり配管の内壁から剥離したりすることなく、徐々に水蒸気へと変化し、最終的に配管内から消滅する。その結果、例えば、氷が除去された配管内に、温度センサ、液密度計、レベルセンサ等の各種計測機器を挿入し、各種の計測を実行することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る管内着氷除去システムにおいて、前記昇華用ガスの調製に使用する原ガスを生成するガス生成部を前記ガス放出部の上流に設けることが好ましい。
【００１５】
本構成の管内着氷除去システムであれば、ガス生成部で生成した原ガスから昇華用ガスを調製することができるので、昇華用ガスの調製幅が広く、条件に応じて最適な昇華用ガスの調製が可能となる。
【００１６】
本発明に係る管内着氷除去システムにおいて、前記昇華用ガスは、液化窒素を気化して得られた液化窒素由来窒素ガスを含むことが好ましい。
【００１７】
本構成の管内着氷除去システムであれば、昇華用ガスは、液化窒素を気化して得られた液化窒素由来窒素ガスを含むものとして構成されるので、昇華用ガスには殆ど水分が含まれない。従って、水蒸気分圧が非常に低く保たれているので、配管内に付着した氷の水蒸気への昇華を一層促進することができる。
【００１８】
本発明に係る管内着氷除去システムにおいて、前記液化窒素由来窒素ガスに調整用ガスを混合する合流部を備え、前記制御部は、前記温度検知部の検知結果に基づいて、前記合流部における前記液化窒素由来窒素ガスへの前記温度調整用ガスの混合量を制御することが好ましい。
【００１９】
本構成の管内着氷除去システムであれば、合流部において液化窒素由来窒素ガスに調整用ガスを混合しており、さらに、制御部が、温度検知部が検知した昇華用ガスの温度に基づいて、合流部における液化窒素由来窒素ガスへの温度調整用ガスの混合量を制御している。従って、ガス混合量の制御という比較的容易な操作で昇華用ガスは水の三重点以下となる条件に調整され、配管内に付着した氷の水蒸気への昇華を促進することができる。
【００２０】
本発明に係る管内着氷除去システムにおいて、前記制御部は、前記ガス放出部から放出される前記昇華用ガスを、水の三重点以下の温度で且つ水が気体状態となる圧力に制御することが好ましい。
【００２１】
本構成の管内着氷除去システムであれば、ガス放出部から放出される昇華用ガスは、制御部により、水の三重点以下の温度で且つ水が気体状態となる圧力に確実に制御されるため、配管内に付着した氷の水蒸気への昇華を一層促進することができる。
【００２２】
本発明に係る管内着氷除去システムにおいて、前記昇華用ガスで前記着氷部位を曝すことにより生成した水蒸気を含有する含湿ガスを、前記配管の外部に排出するガス排出部を備えることが好ましい。
【００２３】
本構成の管内着氷除去システムであれば、昇華用ガスで着氷部位を曝すことにより生成した水蒸気を含有する含湿ガスは、ガス排出部から配管の外部に排出されるので、配管系の内部における水蒸気分圧の上昇が防止される。従って、配管内に付着した氷の水蒸気への昇華を一層促進することができる。
【００２４】
本発明に係る管内着氷除去方法の特徴構成は、氷を水蒸気へと昇華させて除去するための昇華用ガスを配管内の着氷部位に向けて放出するガス放出工程と、前記ガス放出工程で放出される前記昇華用ガスの温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知した前記昇華用ガスの温度に基づいて、前記ガス放出工程で放出される前記昇華用ガスの状態を制御する制御工程とを実行し、前記制御工程を経て放出された前記昇華用ガスが前記着氷部位に接触することで、当該着氷部位を水蒸気へと昇華させて除去する点にある。
【００２５】
配管内に付着した氷やその融解水を下方のタンク等に落下させることなく、配管内から除去するためには、固体である氷を気体である水蒸気の状態へと直接変化させること、すなわち、昇華させることが有効である。このような氷から水蒸気への昇華を発生させるためには、着氷部位周辺の温度及び圧力（水蒸気分圧）を、水の三重点以下の条件にする必要がある。
この点、本構成の管内着氷除去方法であれば、ガス放出工程として、氷を水蒸気へと昇華させて除去するための昇華用ガスを配管内の着氷部位に向けて放出している。また、温度検知工程において、昇華用ガスの温度を検知し、検知した温度に基づいて、ガス放出工程で放出される前記昇華用ガスの状態を制御している。これにより、例えば、ガス放出工程において着氷部位に向けて放出される昇華用ガスを、水の三重点以下となる条件に調整することが可能となる。この場合、配管内に付着した氷は溶融したり配管の内壁から剥離したりすることなく、徐々に水蒸気へと変化し、最終的に配管内から消滅する。その結果、例えば、氷が除去された配管内に、温度センサ、液密度計、レベルセンサ等の各種計測機器を挿入し、各種の計測を実行することが可能となる。
【００２６】
本発明に係る管内着氷除去方法において、前記昇華用ガスの調製に使用する原ガスを生成するガス生成工程を実行することが好ましい。
【００２７】
本構成の管内着氷除去方法であれば、ガス生成工程により生成した原ガスから昇華用ガスを調製することができるので、昇華用ガスの調製幅が広く、条件に応じて最適な昇華用ガスの調製が可能となる。
【００２８】
本発明に係る管内着氷除去方法において、前記昇華用ガスで前記着氷部位を曝すことにより生成した水蒸気を含有する含湿ガスを、前記配管の外部に排出するガス排出工程を実行することが好ましい。
【００２９】
本構成の管内着氷除去方法であれば、昇華用ガスで着氷部位を曝すことにより生成した水蒸気を含有する含湿ガスは、ガス排出工程において配管の外部に排出されるので、配管系の内部における水蒸気分圧の上昇が防止される。従って、配管内に付着した氷の水蒸気への昇華を一層促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の管内着氷除去方法を実施するための管内着氷除去システムを模式的に表したブロック図
【図２】水が各状態（固体、液体、及び気体）をとり得る領域を示した水の状態図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明による実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。
【００３２】
〔管内着氷除去システム〕
図１は、本発明の管内着氷除去システム１００を模式的に表したブロック図である。
【００３３】
この管内着氷除去システム１００を適用する低温液体貯留タンク５０は、低温状態で液化した物質を貯留するために使用されるタンクである。
低温液体貯留タンク５０は、外槽部５１と内槽部５２とからなる二重構造を有しており、内槽部５２の内部に低温液体が貯留されている。内槽部５２と外槽部５１との間には、必要に応じて断熱材が充填される。また、内槽部５２の内部における上方空間には、低温液体の気化ガス（Ｂｏｉｌ  Ｏｆｆ  Ｇａｓ；ＢＯＧ）が充満している。これにより、低温液体貯留タンク５０の内部空間には、ＢＯＧにより正圧がかかっている。
【００３４】
また、低温液体貯留タンク５０には、バルブ５４を備えた予備管５３が、外槽部５１及び内槽部５２を貫通する形態で接続されている。この予備管５３を利用して、低温液体貯留タンク５０の内部に貯留している低温液体の液温、液密度、液面レベル等の各種状態を計測する装置を設置することができる。
【００３５】
ここで、予備管５３の内部雰囲気の温度は、予備管５３の外側端部付近では常温であるが、低温液体貯留タンク５０の内部側に向かうにつれて徐々に温度が低くなり、低温液体貯留タンク５０の外槽部５１と内槽部５２との間の所定位置において約０℃となっている。従って、何らかの理由で外部の空気が侵入した場合、この所定位置における予備管５３の内部では、雰囲気中の水分が凝結し、氷となって予備管５３の内壁に付着し易くなる。そして、このような氷の付着現象が長期間に亘って続くと、氷が予備管５３の内壁に厚く堆積することがある。
【００３６】
そこで、本実施形態の管内着氷除去システム１００では、低温液体貯留タンク５０に接続された予備管５３の内壁に付着している氷Ｘに対し、後述する所定の条件に調整された昇華用ガスＧ０を直接吹き付けることにより当該氷Ｘを水蒸気へと昇華させ、予備管５３から除去する。
【００３７】
具体的に説明すると、上記の昇華用ガスＧ０を、例えば、沸点が約−１９６℃の液化窒素Ｇ１と、約２０℃の常温の窒素ガスＧ２とを、後述のガス放出部２０における温度が約−２０〜−５℃、好適には約−１０℃に調整されるよう合流部３にて混合することにより発生させる。従って、本実施形態にあっては、液化窒素Ｇ１及び常温の窒素ガスＧ２が昇華用ガスの調製に使用する原ガスであり、液化窒素Ｇ１を供給する液化窒素タンク１、及び常温の窒素ガスＧ２を供給する窒素ボンベ２により、ガス生成部１０が構成される。なお、ガス生成部１０として、配管部材（配管４，５、バルブ６，７，９等）や付帯設備（送液ポンプ１１）、その他図示しない任意の設備（除湿器等）を含めても構わない。
一方、本発明においては、貯留されている低温液体のＢＯＧを、そのままの状態で、或いはＢＯＧと常温の窒素ガスＧ２とを混合した状態で、昇華用ガスＧ０として利用することも可能である。
【００３８】
ガス生成部１０からの原ガスを調製して得られる昇華用ガスＧ０は、配管８を通り、予備管５３の内部に挿入されたガス放出部２０（これは、ノズル管部２１及びノズル本体２２を含む）に供給され、予備管５３の内壁に付着している氷Ｘに向けて放出される。なお、配管８は、昇華用ガスＧ０を供給するための専用の配管である。
【００３９】
次に、予備管５３の内壁に付着している氷Ｘが水蒸気へと昇華する条件について説明する。初めに、水の三態（固体、液体、及び気体）について説明する。
【００４０】
図２は、水が各状態（固体、液体、及び気体）をとり得る領域を示した水の状態図（相図）である。周知のように、常圧（１０１３ｈＰａ）においては、固体の水（すなわち、氷）は約０℃になると液体に変化し、約１００℃になると気体（水蒸気）に変化する。ところが、圧力（ここでは、水蒸気圧を意味する）が小さくなると、図２に示すように、固体から液体への転移点はほとんど変化しないが、液体から気体への転移点は約１００℃から急激に低下し、所定の低圧状態（約６．１ｈＰａ）になると、固体から液体への転移点と、液体から気体への転移点とが重複する（約０．０１℃）。この重複点が、水の三重点であり、この状態（約０．０１℃、約６．１ｈＰａ）においては、固体（氷）、液体（水）、及び気体（水蒸気）の３つの状態が平衡して共存することになる。そして、さらに圧力を小さくすると、液体状態が存在しなくなり、水は固体と気体との間で転移することになる。
【００４１】
従って、氷Ｘを水蒸気へと昇華させるためには、昇華用ガスＧ０を吹き付ける氷Ｘの周辺（すなわち、外槽部５１と内槽部５２との間における予備管５３の内部雰囲気）の温度及び圧力（水蒸気分圧）を、上記の水の三重点以下の条件とする必要がある。本実施形態では、氷Ｘは図２中のαで示した領域の状態（温度：約−１００〜−５℃、圧力：約０．００００１〜４ｈＰａ）にあるので、この状態を、例えばβで示した領域の状態（温度：約−５０〜−５℃、圧力：約０．００００１ｈＰａ以下）とする必要がある。これを実現するためには、ガス生成部１０で生成した昇華用ガスＧ０について、その温度や生成状態（液化窒素Ｇ１と常温の窒素ガスＧ２との混合比、生成したＧ０の供給量等）をコントロールする必要がある。
【００４２】
そこで、本実施形態の管内着氷除去システム１００では、昇華用ガスＧ０が通過する配管８に、ガス生成部１０からガス放出部２０に供給される昇華用ガスＧ０の温度を検知する温度センサ（温度検知部）３０を設けている。また、温度センサ３０の検知結果に基づいて、ガス放出部２０での昇華用ガスＧ０の状態を制御する制御部４０を設けている。温度センサ３０としては、例えば、常温からマイナス数十℃程度までの温度範囲を検知可能な熱電対を採用することができる。制御部４０は、例えば、管内着氷除去システム１００を総合的に制御するコンピュータとして構築することができる。
【００４３】
制御部４０は、配管８を通過している昇華用ガスＧ０の温度を認識することにより、ガス放出部２０から氷Ｘに向けて放出される直前の昇華用ガスＧ０の温度を、確実に水の三重点以下となる条件に調整する。例えば、温度センサ３０で検知した昇華用ガスＧ０の温度が、水の三重点を達成するに必要な温度（すなわち、約０．０１℃）よりも高い場合は、制御部４０は、窒素ボンベ２に接続された配管５に設けられたバルブ７の開度を小さくして液化窒素Ｇ１に対する常温の窒素ガスＧ２の混合量を少なくする。また、必要に応じて、液化窒素タンク１に接続された配管４に設けられたバルブ６の開度を大きくし、或いは送液ポンプ１１の吐出量を増加させて液化窒素Ｇ１の流量を増大させる。これらの操作により、生成する昇華用ガスＧ０の温度を低下させる。
一方、温度センサ３０で検知した昇華用ガスＧ０の温度が、水の三重点を達成するに必要な温度よりも低過ぎる場合は、制御部４０は、窒素ボンベ２に接続された配管５に設けられたバルブ７の開度を大きくして低温の液化窒素Ｇ１に対する常温の窒素ガスＧ２の混合量を多くする。また、必要に応じて、液化窒素タンク１に接続された配管４に設けられたバルブ６の開度を小さくし、或いは送液ポンプ１１の吐出量を減少させて液化窒素Ｇ１の流量を減少させる。これらの操作により、生成する昇華用ガスＧ０の温度を上昇させる。
【００４４】
ところで、配管８に設けた温度センサ３０とガス放出部２０のノズル本体２２との距離が大きい場合は、昇華用ガスＧ０が温度センサ３０の位置からノズル本体２２まで進行する間に、昇華用ガスＧ０が温められて温度が上昇してしまう虞がある。そこで、制御部４０は、このような温度上昇分を考慮して、温度センサ３０の位置における昇華用ガスＧ０の温度が水の三重点を達成するのに必要な温度よりもある程度低い温度となるように、バルブ６，７の開度調整を行う。これにより、昇華用ガスＧ０の温度は、ノズル本体２２に到達した時点で確実に水の三重点以下にされる。
【００４５】
また、昇華用ガスＧ０の供給量（流速）については、制御部４０が合流部３より下流側にある配管８に設けたバルブ９の開度を適宜調整することで、適切な供給量とされる。例えば、実験によると、配管８の管径が約２００ｍｍであり、この配管８の断面の略全体に亘って厚さ約２００ｍｍの氷が付着している場合では、ガス放出部２０のノズル本体２２からの昇華用ガスＧ０の噴射の流速を５〜１００ｍ／ｓに設定することが好ましい。
【００４６】
なお、上述した制御部４０によるバルブ６，７，９の開度調整は一例であり、他の開度調整パターンを実行することも可能である。また、図１において、バルブ６，９を省略することで、液化窒素Ｇ１については常に流し続ける状態とし、制御部４０がバルブ７の開度調整のみを行って、液化窒素Ｇ１への常温の窒素ガスＧ２の混合量を適宜調整することも可能である。
【００４７】
このように、制御部４０は、温度センサ３０によって検知した昇華用ガスＧ０の温度に基づいて、合流部３での液化窒素Ｇ１に対する常温の窒素ガスＧ２の混合量、及び昇華用ガスＧ０の供給量を制御することができる。
【００４８】
一方、制御部４０によるバルブの自動制御を実行する代わりに、作業員が温度計を確認しながら、手動によるバルブ操作で、昇華用ガスＧ０の温度及び供給量を調整することも可能である。
【００４９】
昇華用ガスＧ０の水蒸気圧については、昇華用ガスＧ０の原料となる液化窒素Ｇ１及び常温の窒素ガスＧ２がいずれも水分をほとんど含んでいないので、本実施形態では、十分に水の三重点以下となる圧力（すなわち、約６．１ｈＰａ以下）となっている。従って、制御部４０は、バルブ６，７，９の開度を適宜調整し、ガス生成部１０からガス放出部２０へと送り込む昇華用ガスＧ０の温度及び供給量を制御すれば、ノズル本体２２から放出される昇華用ガスＧ０を氷Ｘの除去に適した条件とすることができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、温度センサ３０によって検知した昇華用ガスＧ０の温度に基づいて、制御部４０がバルブ６，７，９の開度調整を行うことにより、最終的な昇華用ガスＧ０の状態が決定される。
【００５１】
従って、本実施形態の管内着氷除去システム１００では、昇華用ガスＧ０の状態が適切に制御されることにより、予備管５３の内部に付着した氷Ｘは溶融したり予備管５３の内壁から剥離したりすることなく、徐々に水蒸気へと変化し、予備管５３の内部から確実に除去することができる。その結果、例えば、氷Ｘが除去された予備管５３の内部に、温度センサ、液密度計、レベルセンサ等の各種計測機器を挿入し、各種の計測を実行することが可能となる。
【００５２】
ところで、本実施形態の管内着氷除去システム１００では、昇華用ガスＧ０で氷Ｘを曝すことにより生成した水蒸気を含有する含湿ガスが生成するが、この含湿ガスをガス排出管（ガス排出部）５５から予備管５３の外部に排出することができる。ガス排出管５５は、例えば、図１に示すように、予備管５３から側方に分岐するバルブ５６付きの分岐管として構成される。バルブ５６は、通常は閉状態にされているが、氷Ｘの昇華除去作業を実行している期間において開放する。そうすると、低温液体貯留タンク５０の内部は正圧がかかっているので、含湿ガスは一部のＢＯＧとともにガス排出管５５から排出される。これにより、予備管５３及び低温液体貯留タンク５０の内部における水蒸気分圧の上昇が防止される。その結果、予備管５３の内部に付着した氷の水蒸気への昇華を一層促進することができる。
【００５３】
〔管内着氷除去方法〕
本発明では、上で説明した管内着氷除去システム１００を用いて、管内着氷除去方法を実行することができる。すなわち、以下（１）〜（３）の工程を実行する。
（１）氷を水蒸気へと昇華させて除去するための昇華用ガスを配管内の着氷部位に向けて放出するガス放出工程。
（２）ガス放出工程で放出される昇華用ガスの温度を検知する温度検知工程。
（３）温度検知工程で検知した昇華用ガスの温度に基づいて、ガス放出工程で放出される昇華用ガスの状態を制御する制御工程。
前述のように、本実施形態では、予備管５３の内壁に付着した氷Ｘは図２のαで示した領域の状態にある。この氷Ｘに対し、所定の昇華用ガス生成状態となるように生成された（すなわち、水の三重点以下の温度で且つ水が気体状態となる圧力に生成された）昇華用ガスを吹き付ける。これにより、図２のβで示した領域の状態とする。このようにして、氷Ｘを固体から水蒸気へと昇華させ、予備管５３の内部から除去する。
なお、必要に応じて、昇華用ガスの調製に使用する原ガスを生成するガス生成工程や、昇華用ガスで氷Ｘを曝すことにより生成した水蒸気を含有する含湿ガスを、予備管５３の外部に排出するガス排出工程を実行する。
【００５４】
本発明の管内着氷除去方法によれば、ガス放出工程において氷Ｘに向けて放出される昇華用ガスは、確実に水の三重点以下となる条件に調整された着氷の除去に最適な昇華用ガスとすることが可能となるので、予備管５３の内壁に付着した氷Ｘは溶融したり予備管５３の内壁から剥離したりすることなく、徐々に水蒸気へと変化し、確実に除去することができる。従って、例えば、氷Ｘが除去された予備管５３の内部に、温度センサ、液密度計、レベルセンサ等の各種計測機器を挿入し、各種の計測を実行することが可能となる。
【００５５】
また、ガス生成工程により生成した原ガスから昇華用ガスを調製することができるので、昇華用ガスの調製幅が広く、条件に応じて最適な昇華用ガスの調製が可能となる。
【００５６】
さらに、ガス排出工程において、昇華用ガスで氷Ｘを曝すことにより生成した水蒸気を含有する含湿ガスが、予備管５３の外部に排出されるので、予備管５３及び低温液体貯留タンク５０の内部における水蒸気分圧の上昇が防止される。従って、予備管５３の内壁に付着した氷の水蒸気への昇華を一層促進することができる。
【００５７】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、配管８に設けた温度センサ３０とガス放出部２０のノズル本体２２との距離が大きい場合に備えて、温度センサ３０の位置における昇華用ガスＧ０の温度が、水の三重点を達成するに必要な温度よりもある程度低い温度となるように、バルブ６，７の開度調整を行うようにしているが、補正係数又は補正マップを用いて、温度センサ３０が測定した昇華用ガスＧ０温度を、ノズル本体２２から吹き出される時点では水の三重点以下の条件を達成できるように補正することが考えられる。このような補正を行えば、液化窒素タンク１からの液化窒素Ｇ１の生成量を少なくしつつ、昇華用ガスＧ０を確実に水の三重点以下の条件とすることができる。
【００５８】
（２）上記実施形態では、昇華用ガスＧ０の成分を窒素ガス又はＢＯＧとしているが、低温液体貯留タンク５０の内部に貯留される低温液体の品質に影響を与えないものであれば、他の種類のガスを使用することができる。このようなガスとして、例えば、二酸化炭素、空気が挙げられる。
【符号の説明】
【００５９】
３      合流部
１０    ガス生成部
２０    ガス放出部
３０    温度センサ（温度検知部）
４０    制御部
５５    分岐管（ガス排出部）
１００  管内着氷除去システム
Ｘ      氷（着氷部位）
【図１】
2010185482.tif 000003
【図２】
2010185482.tif 000004