【手続補正書】
【提出日】平成27年10月27日(2015.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温液体から発生した蒸発ガスを該低温液体の流れで形成される主流へ注入して、該蒸発ガスを凝縮して上記主流の低温液体に混合する凝縮混合装置において、
上流から下流へ向けて流れる低温液体を上記主流として流通させる方向に軸線をもつ管状体をなし、該管状体よりも上流側で主流の一部を分流して得られる副流を受ける接線方向注入口が形成され、上記副流により上記主流に対して旋回流を生じさせる旋回流形成部と、
該旋回流形成部よりも下流側で該旋回流形成部の軸線の延長線上に位置するベンチュリ管を有し、上記旋回流形成部から上記旋回流をなす低温液体を受けるとともに、上記ベンチュリ管の管壁に上記蒸発ガスを受ける蒸発ガス孔が形成され、該蒸発ガスを凝縮して上記旋回流をなす低温液体に混合して混合液を生成する混合管部と、
上記旋回流形成部に流入する上記主流の流量を計測する主流流量計と、
上記旋回流形成部に流入する上記副流の流量を計測する副流流量計と、
上記混合管部から流出する混合液の温度を計測する混合液温度計および該混合液の圧力を計測する混合液圧力計と、
上記主流の流量、上記副流の流量、上記混合液の温度および圧力のそれぞれの計測値に基いて、上記副流の流量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする凝縮混合装置。
【請求項２】
制御手段は、混合液の過冷度が小さくなるにしたがって、副流の流量を増大させるように制御することとする請求項１に記載の凝縮混合装置。
【請求項３】
低温液体から発生した蒸発ガスを該低温液体の流れで形成される主流へ注入して、該蒸発ガスを凝縮して上記主流の低温液体に混合する凝縮混合装置において、
上流から下流へ向けて流れる低温液体を上記主流として流通させる方向に軸線をもつ管状体をなし、該管状体よりも上流側で主流の一部を分流して得られる副流を受ける接線方向注入口が形成され、上記副流により上記主流に対して旋回流を生じさせる旋回流形成部と、
該旋回流形成部よりも下流側で該旋回流形成部の軸線の延長線上に位置するベンチュリ管を有し、上記旋回流形成部から上記旋回流をなす低温液体を受けるとともに、上記ベンチュリ管の管壁に上記蒸発ガスを受ける蒸発ガス孔が形成され、該蒸発ガスを凝縮して上記旋回流をなす低温液体に混合して混合液を生成する混合管部と、
上記旋回流形成部に流入する上記主流の流量を計測する主流流量計と、
上記旋回流形成部に流入する上記副流の流量を計測する副流流量計および該副流の流量を調整するための副流調整弁と、
上記混合管部から流出する混合液の温度を計測する混合液温度計および該混合液の圧力を計測する混合液圧力計と、
上記混合液の圧力とその圧力での飽和温度との対応関係を第一対応関係として、そして許容し得る混合液の過冷度の最小値と、上記主流および副流の流量の和で該副流の流量を除して得られる副流流量比との対応関係を第二対応関係として予め記憶している記憶手段と、
上記第一対応関係および上記第二対応関係を参照しつつ、上記主流の流量、上記副流の流量、上記混合液の温度および圧力のそれぞれの計測値に基いて、上記混合液の過冷度が小さくなるにしたがって副流の流量を増大させるように上記副流調整弁の開度を調整する制御手段とを備えることを特徴とする凝縮混合装置。
【請求項４】
制御手段は、記憶手段に記憶されている第一対応関係を参照して、混合液の圧力の計測値に対応する飽和温度を導出してから、飽和温度の導出値と上記混合液の温度の計測値との差を該混合液の過冷度として算出する過冷度算出手段と、
主流の流量の計測値と副流の流量の計測値との和で該副流の流量の計測値を除して副流流量比を算出する副流流量比算出手段と、
上記過冷度の算出値を、上記記憶手段に記憶されている第二対応関係における過冷度の最小値と比較して、上記過冷度の算出値が上記最小値以下であるときには、上記第二対応関係を参照して、上記過冷度の最小値が上記過冷度の算出値より小さくなるような副流流量比を目標値として導出し、副流流量比の算出値が上記目標値に追従するように、副流調整弁の開度を大きくして副流の流量を増大させる副流流量調整手段とを有していることとする請求項３に記載の凝縮混合装置。
【請求項５】
貯槽内に貯留された低温液体から発生する蒸発ガスを、貯槽から払い出された低温液体に注入して凝縮させることにより該低温液体に混合して再液化する蒸発ガス再液化装置において、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の凝縮混合装置と、貯槽から低温液体を送出する送出ポンプと、蒸発ガスを圧縮する蒸発ガス圧縮機とを備え、該送出ポンプで低温液体を凝縮混合装置の旋回流形成部へ供給し、上記蒸発ガス圧縮機で蒸発ガスを凝縮混合装置の上記混合管部内へ注入するようになっていることを特徴とする蒸発ガス再液化装置。
【請求項６】
低温液体から発生した蒸発ガスを該低温液体の流れで形成される主流へ注入して、該蒸発ガスを凝縮して上記主流の低温液体に混合する凝縮混合方法において、
上流から下流へ向けて上記主流として流れる低温液体の流量を計測する主流流量計測工程と、
上記主流の一部を分流して得られる副流として流れる低温液体の流量を計測する副流流量計測工程と、
上記主流の低温液体を管状体内に流通させるとともに、上記副流の低温液体を上記管状体の接線方向で注入して、上記副流により上記主流に対して旋回流を生じさせる旋回流形成工程と、
該旋回流形成工程で旋回流が形成された低温液体を受けるベンチュリ管に上記蒸発ガスを注入して、該蒸発ガスを凝縮して上記旋回流が形成された低温液体に混合して混合液を生成する混合工程と、
上記混合液の温度を計測する混合液温度計測工程と、
上記混合液の圧力を計測する混合液圧力計測工程と、
上記主流の流量、上記副流の流量、上記混合液の温度および圧力のそれぞれの計測値に基いて、上記副流の流量を制御する制御工程とを備えることを特徴とする凝縮混合方法。
【請求項７】
制御工程は、混合液の過冷度が小さくなるにしたがって、上記副流の流量を増大させることとする請求項６に記載の凝縮混合方法。
【請求項８】
低温液体から発生した蒸発ガスを該低温液体の流れで形成される主流へ注入して、該蒸発ガスを凝縮して上記主流の低温液体に混合する凝縮混合方法において、
上流から下流へ向けて上記主流として流れる低温液体の流量を計測する主流流量計測工程と、
上記主流の一部を分流して得られる副流として流れる低温液体の流量を計測する副流流量計測工程と、
上記主流の低温液体を管状体内に流通させるとともに、上記副流の低温液体を上記管状体の接線方向で注入して、上記副流により上記主流に対して旋回流を生じさせる旋回流形成工程と、
該旋回流形成工程で旋回流が形成された低温液体を受けるベンチュリ管に上記蒸発ガスを注入して、該蒸発ガスを凝縮して上記旋回流が形成された低温液体に混合して混合液を生成する混合工程と、
上記混合液の温度を計測する混合液温度計測工程と、
上記混合液の圧力を計測する混合液圧力計測工程と、
上記混合液の圧力とその圧力での飽和温度との対応関係である第一対応関係、そして許容し得る混合液の過冷度の最小値と、上記主流および副流の流量の和で該副流の流量を除して得られる副流流量比との対応関係である第二対応関係を参照しつつ、上記主流の流量、上記副流の流量、上記混合液の温度および圧力のそれぞれの計測値に基いて、上記混合液の過冷度が小さくなるにしたがって副流の流量を増大させるように制御する制御工程とを備えることを特徴とする凝縮混合方法。
【請求項９】
制御工程は、第一対応関係を参照して、混合液の圧力の計測値に対応する飽和温度を導出してから、飽和温度の導出値と上記混合液の温度の計測値との差を該混合液の過冷度として算出する過冷度算出工程と、
主流の流量の計測値と副流の流量の計測値との和で該副流の流量の計測値を除して副流流量比を算出する副流流量比算出工程と、
上記過冷度の算出値を第二対応関係における過冷度の最小値と比較して、上記過冷度の算出値が上記最小値以下であるときには、上記第二対応関係を参照して、上記過冷度の最小値が上記過冷度の算出値より小さくなるような副流流量比を目標値として導出し、副流流量比の算出値が上記目標値に追従するように副流の流量を増大させる副流流量調整工程とを有していることとする請求項８に記載の凝縮混合方法。
【請求項１０】
貯槽内に貯留された低温液体から発生する蒸発ガスを、貯槽から払い出された低温液体に注入して凝縮させることにより該低温液体に混合して再液化する蒸発ガス再液化方法において、
請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の凝縮混合方法に記載の工程と、貯槽から低温液体を送出する送出工程と、蒸発ガスを圧縮する蒸発ガス圧縮工程とを備え、
上記送出工程で低温液体を管状体へ供給し、上記蒸発ガス圧縮工程で蒸発ガスをベンチュリ管内へ注入するようになっていることを特徴とする蒸発ガス再液化方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
そこで、流量調整手段２４は、上記第二対応関係Ｂを参照して、上記過冷度の算出値が上記最小値より大きくなるような副流流量比を目標値として導出し、副流流量比算出手段２３により算出される副流流量比の算出値が上記目標値に追従するように、副流調整弁１４の開度を調整する。この結果、適切な流量に調整された副流の低温液体が旋回流形成部８に接線方向で注入され、主流に対して旋回流を形成することにより、混合液の過冷度の最小値が小さくなる。したがって、蒸発ガスを低温液体中に残存させることなく確実に凝縮して低温液体に混合させることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
そこで、副流調整弁１４を開状態として副流の低温液体を旋回流形成部８に接線方向で注入して旋回流を形成することにより、過冷度の最小値を低下させ、混合液の温度を高くできるようにする。図３より、混合液の温度を２℃上昇させる（過冷度５℃から過冷度３℃に上昇させる）場合は、副流流量比（旋回強さ）を約３５％になるように副流の流量を調整して、蒸発ガスの凝縮混合性能を高め、混合液中に蒸発ガスの気泡が残存しないようにする。このような旋回の付与は凝縮混合装置２の流体の圧力損失の増大を招き、供給するポンプの動力を増大させるので、旋回の付与は混合液の過冷度を小さくしたい場合にのみ実施することが望ましい。このように旋回の付与を必要な場合にのみ行うようにすることにより、固定旋回羽根等の装置を設ける場合に比べて圧力損失の増大を最小限に抑制することができ、むやみにエネルギー消費を増大させることを防ぐことができる。