JP2003041270A - ガスハイドレート生成装置およびガスハイドレート生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置系を安定に制御して生成効率の向上を図
ることができるガスハイドレート生成装置および生成方
法を提供すること。 【解決手段】 ハイドレート生成量の目標値と前記生成
量検出手段により検出された実際のハイドレート生成量
との偏差を求める偏差算出手段７３と、スプレイ量調節
指令を前記偏差算出手段７３によって算出された前記偏
差に基づいて算出する制御器７４とを備え、前記圧力の
目標値と前記圧力検出手段により検出された実際の圧力
との偏差を求める偏差算出手段７０と、圧力調節指令を
前記偏差算出手段７０によって算出された前記偏差に基
づいて算出する制御器７１とを備え、さらに、前記温度
の目標値と前記温度検出手段により検出された実際の温
度との偏差を求める偏差算出手段７６と、温度調節指令
を前記偏差算出手段７６によって算出された前記偏差に
基づいて算出する制御器７７とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイドレート形性
物質（例えばメタン）と水とを反応させてハイドレート
を効率よく製造するガスハイドレート生成装置およびガ
スハイドレート生成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、メタン等の炭化水素を主成分とす
る天然ガスを貯蔵・輸送する方法としては、ガス田から
天然ガスを採取したあと液化温度まで冷却し、液化天然
ガス（ＬＮＧ）とした状態で貯蔵・輸送する方法が一般
的である。しかしながら、例えば液化天然ガスの主成分
であるメタンの場合、液化させるには−１６２℃といっ
た極低温条件が必要であり、こうした条件を維持しなが
ら貯蔵・輸送を行うためには、専用の貯蔵装置やＬＮＧ
輸送船といった専用の輸送手段が必要となる。こうした
装置等の製造および維持・管理には非常に高いコストを
要するため、上記方法に代わる低コストの貯蔵・輸送方
法が鋭意研究されてきた。

【０００３】こうした研究の結果、天然ガスを水和させ
て固体状態の水和物（以下「天然ガスハイドレート」と
する）を生成し、この固体状態のまま貯蔵・輸送すると
いう方法が見出され、近年特に有望視されている。この
方法では、ＬＮＧを取扱う場合のような極低温条件は必
要とされず、また固体とするためその取扱いも比較的容
易である。このため、既存の冷凍装置あるいは既存のコ
ンテナ船を若干改良したものを各々貯蔵装置あるいは輸
送手段として利用可能となり、したがって、大幅な低コ
スト化が図れるものとして期待が寄せられている。

【０００４】この天然ガスハイドレートとは、包接化合
物（クラスレート化合物）の一種であって、複数の水分
子（Ｈ₂Ｏ）により形成された立体かご型の包接格子
（クラスレート）の中に、天然ガスの各成分を構成する
分子、すなわちメタン（ＣＨ₄）、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）、
プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）等が入り込み包接された結晶構造を
なすものである。クラスレートに包接された天然ガス構
成分子どうしの分子間距離は、天然ガスが高圧充填され
た場合のガスボンベ中における分子間距離よりも短くな
る。これは、天然ガスが緊密充填された固体を生成し得
ることを意味し、例えばメタンの水和物が安定に存在し
得る条件下、すなわち−３０℃・大気圧（１ｋｇ／ｃｍ
²）においては、気体状態と比較して約１／１７０の体
積とすることができる。このように、天然ガスハイドレ
ートは比較的容易に得られる温度・圧力条件下において
製造可能で、かつ安定した保存が可能なものである。

【０００５】この方法において、ガス田から産出された
天然ガスは、酸性ガス除去工程において二酸化炭素（Ｃ
Ｏ₂）や硫化水素（Ｈ₂Ｓ）等の酸性ガスを除去され、低
温・高圧状態にしていったんガス貯蔵部に貯蔵され、生
成工程において水和される。この天然ガスハイドレート
は水が混在するスラリー状であり、続く脱水工程におい
て、混在している未反応の水が除去され、さらに冷却工
程および減圧工程を経てコンテナ等の容器に封入され、
貯蔵装置内において所定の温度・圧力に調整された状態
で貯蔵される。

【０００６】輸送時には、この容器のままコンテナ船等
の輸送手段に積み込まれ、目的地まで輸送される。目的
地での陸揚げ後、天然ガスハイドレートは分解工程を経
て天然ガスの状態に戻され、各供給地へと送られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のガスハイドレートの生成プロセスにおいては、下記
のような解決すべき問題を有している。すなわち、ガス
がハイドレートとなる生成効率は、水の噴霧量、ガスの
圧力、ハイドレートの温度等が密接に絡み合っており、
それぞれにおいて最適な生産性を得ることができる条件
が異なっている。したがって、最適な生産性を得るため
には、装置系を迅速に、安定して制御することが重要で
ある。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、装置系を安定に制御して生成効率の向上を図る
ことができるガスハイドレート生成装置およびガスハイ
ドレート生成方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、反応容器の内部でガスと過冷却水とを反応させてガ
スハイドレートを生成するガスハイドレート生成装置に
おいて、前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量
を制御するスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量
を検出する生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目
標値と前記生成量検出手段により検出された実際のハイ
ドレート生成量との偏差を求める偏差算出手段と、前記
スプレイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前
記偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
算出する制御器とを備えていることを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、反応容器の内部
でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを生
成するガスハイドレート生成装置において、前記反応容
器内の圧力を制御する圧力制御手段と、該圧力を検出す
る圧力検出手段と、前記圧力の目標値と前記圧力検出手
段により検出された実際の圧力との偏差を求める偏差算
出手段と、前記圧力制御手段を制御する圧力調節指令を
前記偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づい
て算出する制御器とを備えていることを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、反応容器の内部
でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを生
成するガスハイドレート生成装置において、生成される
ハイドレートの温度を制御する温度制御手段と、該温度
を検出する温度検出手段と、前記温度の目標値と前記温
度検出手段により検出された実際の温度との偏差を求め
る偏差算出手段と、前記温度制御手段を制御する温度調
節指令を前記偏差算出手段によって算出された前記偏差
に基づいて算出する制御器とを備えていることを特徴と
する。

【００１２】これらの発明によれば、ガスハイドレート
生成量、反応容器の圧力、またはハイドレートの生成温
度の変動を基にして装置系を制御することにより、ハイ
ドレートを効率よく生成することができる状態に維持す
ることができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、反応容器の内部
でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを生
成するガスハイドレート生成装置において、前記反応容
器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御するスプレイ
量制御手段と、ハイドレート生成量を検出する生成量検
出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前記生成量検
出手段により検出された実際のハイドレート生成量との
偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプレイ量制御
手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第１偏差算出
手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第
１制御器とを備え、前記反応容器内の圧力を制御する圧
力制御手段と、該圧力を検出する圧力検出手段と、前記
圧力の目標値と前記圧力検出手段により検出された実際
の圧力との偏差を求める第２偏差算出手段と、前記圧力
制御手段を制御する圧力調節指令を前記第２偏差算出手
段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第２
制御器とを備え、さらに、前記第１偏差算出手段により
算出された偏差に基づいて前記第２偏差算出手段の算出
結果を補正する第１補正手段と、前記第２偏差算出手段
により算出された偏差に基づいて前記第１偏差算出手段
の算出結果を補正する第２補正手段とを備えていること
を特徴とする。

【００１４】この発明によれば、圧力調節指令は、第１
補正手段によって補正されることにより、反応容器の圧
力だけでなくハイドレート生成量の変動も加味されて決
定される。また、スプレイ量調節指令は、第２補正手段
によって補正されることにより、ハイドレート生成量だ
けでなく圧力変動も加味されて決定される。このように
構成されていることにより、反応容器内の圧力変動とハ
イドレート生成量変動の相互の干渉がうち消される。

【００１５】請求項５に記載の発明は、反応容器の内部
でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを生
成するガスハイドレート生成装置において、前記反応容
器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御するスプレイ
量制御手段と、ハイドレート生成量を検出する生成量検
出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前記生成量検
出手段により検出された実際のハイドレート生成量との
偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプレイ量制御
手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第１偏差算出
手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第
１制御器とを備え、前記反応容器内の圧力を制御する圧
力制御手段と、該圧力を検出する圧力検出手段と、前記
圧力の目標値と前記圧力検出手段により検出された実際
の圧力との偏差を求める第２偏差算出手段と、前記圧力
制御手段を制御する圧力調節指令を前記第２偏差算出手
段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第２
制御器とを備え、生成されるハイドレートの温度を制御
する温度制御手段と、該温度を検出する温度検出手段
と、前記温度の目標値と前記温度検出手段により検出さ
れた実際の温度との偏差を求める第３偏差算出手段と、
前記温度制御手段を制御する温度調節指令を前記第３偏
差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて算出
する第３制御器とを備え、さらに、前記第１偏差算出手
段により算出された偏差に基づいて前記第３偏差算出手
段の算出結果を補正する第３補正手段と、前記第３偏差
算出手段により算出された偏差に基づいて前記第１偏差
算出手段の算出結果を補正する第２補正手段とを備えて
いることを特徴とする。

【００１６】この発明によれば、スプレイ量調節指令
は、第２補正手段によって補正されることにより、ハイ
ドレート生成量だけでなく温度変動も加味されて決定さ
れる。また、温度調節指令は、ハイドレート生成温度だ
けでなくハイドレート生成量の変動も加味されて決定さ
れる。このように構成されていることにより、ハイドレ
ート生成量の変動とハイドレート生成温度の相互の干渉
がうち消される。

【００１７】請求項６に記載の発明は、反応容器の内部
でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを生
成するガスハイドレート生成装置において、前記反応容
器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御するスプレイ
量制御手段と、ハイドレート生成量を検出する生成量検
出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前記生成量検
出手段により検出された実際のハイドレート生成量との
偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプレイ量制御
手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第１偏差算出
手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第
１制御器とを備え、前記反応容器内の圧力を制御する圧
力制御手段と、該圧力を検出する圧力検出手段と、前記
圧力の目標値と前記圧力検出手段により検出された実際
の圧力との偏差を求める第２偏差算出手段と、前記圧力
制御手段を制御する圧力調節指令を前記第２偏差算出手
段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第２
制御器とを備え、さらに、前記第２偏差算出手段により
算出された偏差の大きさが所定範囲以上である場合に前
記第１制御器に与えられる入力を前記第１偏差算出手段
によって算出された偏差にかえて前記第２偏差算出手段
によって算出された偏差とする切替手段を備えているこ
とを特徴とする。

【００１８】請求項７に記載の発明は、反応容器の内部
でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを生
成するガスハイドレート生成装置において、前記反応容
器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御するスプレイ
量制御手段と、ハイドレート生成量を検出する生成量検
出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前記生成量検
出手段により検出された実際のハイドレート生成量との
偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプレイ量制御
手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第１偏差算出
手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第
１制御器とを備え、生成されるハイドレートの温度を制
御する温度制御手段と、該温度を検出する温度検出手段
と、前記温度の目標値と前記温度検出手段により検出さ
れた実際の温度との偏差を求める第３偏差算出手段と、
前記温度制御手段を制御する温度調節指令を前記第３偏
差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて算出
する第３制御器とを備え、さらに、前記第３偏差算出手
段により算出された偏差の大きさが所定範囲以上である
場合に前記第１制御器に与えられる入力を前記第１偏差
算出手段によって算出された偏差にかえて前記第３偏差
算出手段によって算出された偏差とする切替手段を備え
ていることを特徴とする。

【００１９】これら請求項６または７に記載の発明によ
れば、反応容器内の圧力またはハイドレート生成温度の
目標値との偏差の大きさがある閾値より大きくなった場
合、ハイドレート生成量に基づいてスプレイ量を制御す
るのを一旦停止し、圧力変動または生成温度変動に基づ
いてスプレイ量を制御するようになっている。このた
め、圧力変動または生成温度変動は、それぞれ圧力制御
手段または温度制御手段を制御することによって抑えら
れるだけではなく、スプレイ量の制御によっても変動が
抑えられる。

【００２０】請求項８に記載の発明は、反応容器の内部
でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを生
成するガスハイドレート生成装置において、前記反応容
器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御するスプレイ
量制御手段と、ハイドレート生成量を検出する生成量検
出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前記生成量検
出手段により検出された実際のハイドレート生成量との
偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプレイ量制御
手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第１偏差算出
手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第
１制御器とを備え、前記反応容器内の圧力を制御する圧
力制御手段と、該圧力を検出する圧力検出手段と、前記
圧力の目標値と前記圧力検出手段により検出された実際
の圧力との偏差を求める第２偏差算出手段と、前記圧力
制御手段を制御する圧力調節指令を前記第２偏差算出手
段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第２
制御器とを備え、前記ハイドレート生成量の目標値の変
化量に基づいて前記圧力調節指令を補正する微分補正手
段が設けられていることを特徴とする。

【００２１】請求項９に記載の発明は、反応容器の内部
でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを生
成するガスハイドレート生成装置において、前記反応容
器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御するスプレイ
量制御手段と、ハイドレート生成量を検出する生成量検
出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前記生成量検
出手段により検出された実際のハイドレート生成量との
偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプレイ量制御
手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第１偏差算出
手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第
１制御器とを備え、生成されるハイドレートの温度を制
御する温度制御手段と、該温度を検出する温度検出手段
と、前記温度の目標値と前記温度検出手段により検出さ
れた実際の温度との偏差を求める第３偏差算出手段と、
前記温度制御手段を制御する温度調節指令を前記第３偏
差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて算出
する第３制御器とを備え、前記ハイドレート生成量の目
標値の変化量に基づいて前記温度調節指令を補正する微
分補正手段が設けられていることを特徴とする。

【００２２】請求項１０に記載の発明は、反応容器の内
部でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを
生成するガスハイドレート生成装置において、前記反応
容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御するスプレ
イ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出する生成量
検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前記生成量
検出手段により検出された実際のハイドレート生成量と
の偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプレイ量制
御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第１偏差算
出手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する
第１制御器とを備え、前記反応容器内の圧力を制御する
圧力制御手段と、該圧力を検出する圧力検出手段と、前
記圧力の目標値と前記圧力検出手段により検出された実
際の圧力との偏差を求める第２偏差算出手段と、前記圧
力制御手段を制御する圧力調節指令を前記第２偏差算出
手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する第
２制御器とを備え、生成されるハイドレートの温度を制
御する温度制御手段と、該温度を検出する温度検出手段
と、前記温度の目標値と前記温度検出手段により検出さ
れた実際の温度との偏差を求める第３偏差算出手段と、
前記温度制御手段を制御する温度調節指令を前記第３偏
差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて算出
する第３制御器とを備え、前記ハイドレート生成量の目
標値の変化量に基づいて前記圧力調節指令および温度調
節指令を補正する微分補正手段が設けられていることを
特徴とする。

【００２３】これら請求項８から１０に記載の発明によ
れば、ハイドレート生成量の目標値が変化した場合に、
微分補正手段が圧力調節指令または／および温度調節指
令を補正する。したがって、圧力変動およびハイドレー
ト温度変動がまだ発生していない段階で先行的に圧力ま
たは温度調節を行うことができるため、圧力変動と温度
変動を抑制することができる。

【００２４】請求項１１に記載の発明は、反応容器の内
部でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを
生成するガスハイドレート生成装置において、前記反応
容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御するスプレ
イ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出する生成量
検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前記生成量
検出手段により検出された実際のハイドレート生成量と
の偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプレイ量制
御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第１偏差算
出手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する
第１制御器とを備え、生成されるハイドレートの温度を
制御する温度制御手段と、該温度を検出する温度検出手
段と、前記温度の目標値と前記温度検出手段により検出
された実際の温度との偏差を求める第３偏差算出手段
と、前記温度制御手段を制御する温度調節指令を前記第
３偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
算出する第３制御器とを備え、前記第３偏差算出手段に
より算出された偏差に基づいて前記第１偏差算出手段の
算出結果を補正する信号を生成する補正信号算出器が設
けられていることを特徴とする。

【００２５】請求項１２に記載の発明は、請求項８に記
載のガスハイドレート生成装置において、生成されるハ
イドレートの温度を制御する温度制御手段と、該温度を
検出する温度検出手段と、前記温度の目標値と前記温度
検出手段により検出された実際の温度との偏差を求める
第３偏差算出手段と、前記温度制御手段を制御する温度
調節指令を前記第３偏差算出手段によって算出された前
記偏差に基づいて算出する第３制御器とを備え、前記第
３偏差算出手段により算出された偏差に基づいて前記第
１偏差算出手段の算出結果を補正する信号を生成する補
正信号算出器が設けられていることを特徴とする。

【００２６】請求項１３に記載の発明は、請求項９また
は１０に記載のガスハイドレート生成装置において、前
記第３偏差算出手段により算出された偏差に基づいて前
記第１偏差算出手段の算出結果を補正する信号を生成す
る補正信号算出器が設けられていることを特徴とする。

【００２７】これら請求項１１乃至１３の発明において
は、ハイドレート生成温度の変動による変化量がスプレ
イ量調節指令の先行信号として用いられることにより、
先行的にスプレイ量を制御することができるため、ハイ
ドレート生成量の変動を小さくすることができる。

【００２８】請求項１４に記載の発明は、反応容器の内
部でガスと過冷却水とを反応させてガスハイドレートを
生成するガスハイドレート生成装置において、前記反応
容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御するスプレ
イ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出する生成量
検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前記生成量
検出手段により検出された実際のハイドレート生成量と
の偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプレイ量制
御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第１偏差算
出手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する
第１制御器とを備え、前記ハイドレート生成量の目標値
を前記過冷却水の温度の目標値に変換する目標温度算出
手段と、該目標温度算出手段の算出結果と前記過冷却水
の温度との偏差を求める第４偏差算出手段とを備え、該
第４偏差算出手段の算出結果に基づいて前記第１偏差算
出手段の算出結果を補正する第４補正手段が設けられて
いることを特徴とする。

【００２９】請求項１５に記載の発明は、請求項８から
１３いずれかに記載のガスハイドレート生成装置におい
て、前記ハイドレート生成量の目標値を前記過冷却水の
温度の目標値に変換する目標温度算出手段と、該目標温
度算出手段の算出結果と前記過冷却水の温度との偏差を
求める第４偏差算出手段とを備え、該第４偏差算出手段
の算出結果に基づいて前記第１偏差算出手段の算出結果
を補正する第４補正手段が設けられていることを特徴と
する。

【００３０】これら請求項１４及び１５に記載の発明に
よれば、目標温度算出手段によって、ハイドレート生成
量がハイドレート生成量の目標値になるような過冷却水
の温度の目標温度が算出される。そして、単にハイドレ
ート生成量の変動だけに基づいてスプレイ量調節指令を
算出するのではなく、前記過冷却水温度の偏差によって
補正されることで、より適切なスプレイ量の算出が可能
となる。

【００３１】請求項１６に記載の発明は、ガスと過冷却
水とを反応させてガスハイドレートを生成するガスハイ
ドレート生成方法において、ハイドレート生成量の目標
値と、実際のハイドレート生成量との偏差に基づいて、
前記ガスと反応させる前記過冷却水の供給量を制御する
ことを特徴とする。

【００３２】この発明によれば、ガスハイドレート生成
量の変動を基にして過冷却水の供給量を制御することに
より、ハイドレートを効率よく生成することができる状
態に維持することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる第１実施形
態について詳細に説明する。図１は本発明に係る天然ガ
スハイドレートの生成システムのプロセスを示すブロッ
ク図である。図において、符号１は天然ガスと水とを氷
点よりも高温かつ大気圧よりも高圧下で反応させて天然
ガスハイドレートを生成する生成手段、２は生成された
天然ガスハイドレートを物理的に脱水する物理脱水手
段、３は脱水の過程もしくは脱水後において天然ガスハ
イドレートに含まれる残存水分を天然ガスと反応させて
天然ガスハイドレートを生成する水和脱水手段、４は生
成された天然ガスハイドレートを冷却する冷却手段、５
は冷却された天然ガスハイドレートを大気圧まで減圧す
る減圧手段、６は天然ガスハイドレートを成形固化する
成形手段、７は成形固化された天然ガスハイドレートを
貯蔵する貯蔵手段、８は貯蔵手段７内の天然ガスハイド
レートに基づいて天然ガスハイドレートの生成量を検出
する生成量検出手段である。

【００３４】当該生成システムの具体的な装置構成を図
２に示す。図において、１１は生成手段１を構成する生
成反応装置である。生成反応装置１１は密閉された圧力
容器（反応容器）２０を有している。圧力容器２０の内
部には、天然ガスがガス配管２４を通じて供給されるこ
とによって気相Ｇが形成されている。さらに、圧力容器
２０には気相Ｇの圧力を計測する圧力計（圧力検出手
段）２５が設けられ、ガス配管２４には流量調節弁（圧
力制御手段）２７が設けられている。流量調節弁２７の
開度は、圧力計２５の計測値に基づき圧力容器２０内部
に天然ガスを補充して気相Ｇの圧力をガスハイドレート
の生成圧力（例えば４０ａｔｍ）に保つように圧力調節
部２６によって制御される。図３に圧力調節部２６の構
成を示した。圧力調節部２６は、圧力計２５により検出
された圧力容器２０内の圧力と、圧力の目標値との偏差
を偏差算出手段（第２偏差算出手段）７０により求め、
ＰＩコントローラなどの制御器（第２制御器）７０によ
り前記偏差に対応した圧力調節指令に変換することによ
り流量調整弁２７を制御する。

【００３５】圧力容器２０には水配管３０が接続されて
いる。水配管３０には流量調整弁（スプレイ量制御手
段）３３、熱交換器３４、圧力容器２０内に噴霧される
水配管３０内の水温を検出する過冷却水温度計３２が設
けられている。また、圧力容器２０の頂部から内側に突
き出した水配管３０の端部には、スプレーノズル３６が
設けられている。流量調整弁３３は、スプレイ量調節部
３５によって開度が制御されるようになっている。熱交
換器３４は、圧力容器２０内に噴霧される水配管３０内
の水を、氷点よりも高温であってガスハイドレートの生
成温度（例えば５℃前後）よりも低温に保つ。これの状
態を「過冷却」と定義する。すなわち、圧力容器２０内
に噴霧される水配管３０内の水は過冷却状態となってい
る。熱交換器３４によって過冷却の状態を保つのは、天
然ガスハイドレートが生成する過程で発生する水和熱を
回収し、生成反応装置１１の内部を常に生成温度に保つ
ためである。図３にスプレイ量調節部３５の構成を示し
た。スプレイ量調節部３５は、生成量検出手段８（図１
参照）により検出されたハイドレート生成量と、生成量
の目標値との偏差を偏差算出手段（第１偏差算出手段）
７３により求め、ＰＩコントローラなどの制御器（第１
制御器）７４により前記偏差に対応したスプレイ量調節
指令に変換することにより流量調整弁３３を制御する。

【００３６】熱交換器３４には、冷凍機（温度制御手
段）５０により冷却される冷媒との間で熱交換が行われ
るようになっている。符号５１は冷凍機冷却能力調節部
であり、温度計（温度検出手段）５２により検出される
ハイドレート生成温度に基づいて冷凍機５０を制御する
ようになっている。図３に冷凍機冷却能力調節部５１の
構成を示した。冷凍機冷却能力調節部５１は、温度計５
２により検出されたハイドレート温度と、温度の目標値
との偏差を偏差算出手段（第３偏差算出手段）７６によ
り求め、ＰＩコントローラなどの制御器（第３制御器）
７７により前記偏差に対応した冷凍機冷却能力指令（温
度調節指令）に変換することにより冷凍機５０の出力を
制御する。

【００３７】水相Ｌの液面に近い圧力容器２０の側面に
は、液面に生成されたスラリー状の天然ガスハイドレー
トを抜き出すスラリー配管３７が接続されている。スラ
リー配管３７には、スラリー抜出ポンプ３９が設けられ
ており、水相Ｌの液面に生成された天然ガスハイドレー
トを抜き出して物理脱水手段２に供給するようになって
いる。

【００３８】上記のように構成された生成システムによ
る天然ガスハイドレートの生成について説明する。ま
ず、圧力容器２０内に天然ガスを導入し、気相Ｇの圧力
をガスハイドレートの生成圧力にまで高める。そして、
水配管３０を通じ、熱交換器３４によって冷却された水
を、スプレーノズル３６から気相Ｇ中に噴霧する。スプ
レーノズル３６から噴霧された水粒子は気相Ｇ中を漂い
ながら水相Ｌに向けて落下する。このように気相Ｇ中に
水の粒子を多量に形成することにより、気相Ｇ中に存在
する水の粒子の表面積、すなわち気相Ｇを形成する天然
ガスとの接触面積が極めて大きくなる。水粒子の表面で
は、水と天然ガスとの水和反応が起こり、天然ガスハイ
ドレートが生成される。なお、圧力容器２０内の温度は
氷点よりも高温になるように制御されているので、水相
Ｌを形成する水や噴霧された水粒子が凍りつくことはな
い。

【００３９】水粒子の表面で生成された天然ガスハイド
レートはそのまま落下し、水相Ｌの液面に降り積もり、
天然ガスハイドレートの層を形成する。この天然ガスハ
イドレートはスラリー配管３７から抜き出され、物理脱
水手段２に送り込まれる。このとき、天然ガスハイドレ
ートは水とともに回収されるため、含水率が非常に高い
スラリー状となる。

【００４０】回収されたガスハイドレートを物理脱水手
段２に導入して物理的に脱水し、続いて物理脱水を終え
た天然ガスハイドレートを水和脱水手段３に導入し、天
然ガスハイドレートに含まれる残存水分を天然ガスと反
応させて天然ガスハイドレートを生成することによって
天然ガスハイドレートの含水率を低下させる。

【００４１】物理脱水手段２において天然ガスハイドレ
ートから分離された水は少なからず天然ガスハイドレー
トの粒子が含まれるので、この水を再び生成手段１に戻
し、再利用する。これにより、天然ガスハイドレートの
回収率が向上する。

【００４２】また、水和脱水手段３において天然ガスハ
イドレートの生成に供されなかった天然ガスを生成に適
した温度、すなわち天然ガスハイドレートの生成温度に
まで冷却したうえで生成手段１に導入し、さらに生成手
段１においても天然ガスハイドレートの生成に供されな
かった天然ガスを水和脱水手段３に戻して生成手段１と
水和脱水手段３との間を循環させる。これにより、生成
手段１や水和脱水手段３に多量の天然ガスが循環供給さ
れることになり、水との接触がより活発になるので、天
然ガスハイドレートの生成効率が向上する。

【００４３】天然ガスハイドレートは、その後減圧手段
５によって大気圧に減圧された後、生計手段６によって
成形固化される。

【００４４】さて、スプレイ量調節部３５、圧力調節部
２６、および、冷凍機冷却能力調節部５１は以下のよう
に動作する。スプレイ量調節部３５においては、生成量
検出手段８により検出された天然ガスハイドレートの生
成量が目標値からずれた場合、その偏差に基づいて制御
器７４がスプレイ量調節指令を算出して流量調整弁３３
を制御する。これにより、水噴霧量が変化するため、天
然ガスハイドレートの生成量が適切に維持される。圧力
調節部２６においては、圧力計２５により検出された圧
力容器２０の圧力が目標値からずれた場合、その偏差に
基づいて制御器７１が圧力調節指令を算出して流量調整
弁２７を制御する。これにより、天然ガスの圧力容器２
０内への供給量が変化するため、圧力容器２０の圧力が
適切に維持される。冷凍機冷却能力調節部５１において
は、温度計５２により検出されたハイドレート生成温度
が目標値からずれた場合、その偏差に基づいて制御器７
７が冷凍機冷却能力指令を算出して冷凍機５０の出力を
制御する。これにより、噴霧される水の温度が変化する
ため、ハイドレート生成温度が適切に維持される。

【００４５】以上のように、スプレイ量、圧力容器２０
の圧力、およびハイドレートの生成温度が適切に維持さ
れるため、天然ガスハイドレートの生成システムを連続
して運転することができ、生産性の向上を実現すること
ができる。

【００４６】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図４におい
て、符号８０は加算器である。この加算器８０は、ハイ
ドレート生成量と目標値との偏差に対して、圧力容器２
０の圧力と目標値との偏差に基づいた値を足し合わせる
手段である。より具体的には、符号８１で示した比例制
御器等の制御器によって、圧力容器２０の圧力と目標値
との偏差が変換され、加算器８０によって加算された後
に制御器７４によってスプレイ量調節指令に変換され
る。すなわち、スプレイ量はハイドレート生成量だけで
なく圧力変動も加味されて決定される。なお、加算器８
０および制御器８１により、第２補正手段８５が構成さ
れている。一方、ハイドレート生成量と目標値との偏差
は、比例制御器等の制御器８３によって変換された後、
加算器８４にて圧力容器２０の圧力と目標値との偏差に
対して足し合わされた後、制御器７１によって圧力調節
指令に変換される。すなわち、圧力調節指令は、圧力容
器２０の圧力だけでなくハイドレート生成量の変動も加
味されて決定される。なお、加算器８４および制御器８
３により、第１補正手段８６が構成されている。このよ
うに構成されていることにより、反応容器内の圧力変動
とハイドレート生成量変動の相互の干渉をうち消すこと
ができるため、制御性を向上させることができる。

【００４７】次に、本発明の第３実施形態について説明
する。なお、上記各実施形態と同一の構成については同
一の符号を用い、その説明を省略する。図５において、
符号８０は加算器である。この加算器８０は、ハイドレ
ート生成量と目標値との偏差に対して、圧力容器２０の
過冷却水温度計３２による温度と目標値との偏差に基づ
いた値を足し合わせる手段である。より具体的には、符
号７８で示した比例制御器等の制御器によって、過冷却
水温度計３２によって検出された圧力容器２０の温度と
目標値との偏差が変換され、加算器８０によって加算さ
れた後に制御器７４によってスプレイ量調節指令に変換
される。すなわち、スプレイ量はハイドレート生成量だ
けでなく温度変動も加味されて決定される。なお、加算
器８０および制御器７８により、第４補正手段７９が構
成されている。一方、ハイドレート生成量と目標値との
偏差は、比例制御器等の制御器８７によって変換された
後、加算器８８にてハイドレート生成温度と目標値との
偏差に対して足し合わされた後、制御器７７によって冷
凍機冷却能力指令に変換される。すなわち、冷凍機５０
の出力は、ハイドレート生成温度だけでなくハイドレー
ト生成量の変動も加味されて決定される。なお、加算器
８８および制御器８７により、第３補正手段８９が構成
されている。このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の変動とハイドレート生成温度の相互
の干渉をうち消すことができるため、制御性を向上させ
ることができる。

【００４８】次に、本発明の第４実施形態について説明
する。なお、上記各実施形態と同一の構成については同
一の符号を用い、その説明を省略する。図６(a)におい
て、符号９０はスイッチボックス（切替手段）である。
このスイッチボックス９０の具体的構成は図６(b)に示
すようになっている。図において、符号９０ａは選択手
段であり、信号ａとしてハイドレート生成量と目標値と
の偏差、信号ｂとして圧力容器２０の圧力と目標値との
偏差が入力されている。符号９０ｂも同じく選択手段で
あり、信号ａとして選択手段９０ａの出力、信号ｂとし
て圧力容器２０の圧力と目標値との偏差が入力されてい
る。選択手段９０ａにおいては、信号ｂの値が、予め記
憶されている所定の閾値α（α＞０）に対して以下の条
件であるときにそれぞれ信号ａまたは信号ｂのいずれか
一方を出力する。 ｂ≦α のとき、信号ａ ｂ＞α のとき、信号ｂ 選択手段９０ａにおいては、信号ｂの値が、予め記憶さ
れている所定の閾知αに対して以下の条件であるときに
それぞれ信号ａまたは信号ｂのいずれか一方を出力す
る。 ｂ≦−α のとき、信号ａ ｂ＞−α のとき、信号ｂ すなわち、スイッチボックス９０は、圧力容器２０の圧
力と目標値との偏差の大きさが所定の閾値αを超えない
場合には、第１実施形態と同様にハイドレート生成量と
目標値との偏差を制御器７４に出力するが、超えた場合
には、圧力容器２０の圧力と目標値との偏差を制御器７
４に出力する。つまり、圧力変動が大きくなりすぎた場
合には、ハイドレート生成量に基づいてスプレイ量を制
御するのを一旦停止し、圧力変動に基づいてスプレイ量
を制御するようになっている。

【００４９】このように構成されていることにより、圧
力変動が大きい場合に、流量調整弁２７を制御するだけ
でなく、スプレイ量を制御することによっても圧力変動
を抑えることができる。このように二重に圧力変動を抑
えることができるため、圧力変動の制御性を向上させる
ことができる。

【００５０】次に、本発明の第５実施形態について説明
する。なお、上記各実施形態と同一の構成については同
一の符号を用い、その説明を省略する。図７において、
符号９０はスイッチボックス（切替手段）である。この
スイッチボックス９０の具体的構成は図６(b)に示すよ
うになっている。図において、符号９０ａは選択手段で
あり、信号ａとしてハイドレート生成量と目標値との偏
差、信号ｂとしてハイドレート生成温度と目標値との偏
差が入力されている。符号９０ｂも同じく選択手段であ
り、信号ａとして選択手段９０ａの出力、信号ｂとして
ハイドレート生成温度と目標値との偏差が入力されてい
る。選択手段９０ａにおいては、信号ｂの値が、予め記
憶されている所定の閾値α（α＞０）に対して以下の条
件であるときにそれぞれ信号ａまたは信号ｂのいずれか
一方を出力する。 ｂ≦α のとき、信号ａ ｂ＞α のとき、信号ｂ 選択手段９０ａにおいては、信号ｂの値が、予め記憶さ
れている所定の閾知αに対して以下の条件であるときに
それぞれ信号ａまたは信号ｂのいずれか一方を出力す
る。 ｂ≦−α のとき、信号ａ ｂ＞−α のとき、信号ｂ すなわち、スイッチボックス９０は、ハイドレート生成
温度と目標値との偏差の大きさが所定の閾値αを超えな
い場合には、第１実施形態と同様にハイドレート生成量
と目標値との偏差を制御器７４に出力するが、超えた場
合には、ハイドレート生成温度と目標値との偏差を制御
器７４に出力する。つまり、ハイドレート生成温度の変
動が大きくなりすぎた場合には、ハイドレート生成量に
基づいてスプレイ量を制御するのを一旦停止し、温度変
動に基づいてスプレイ量を制御するようになっている。

【００５１】このように構成されていることにより、温
度変動が大きい場合に、冷凍機５０の出力を制御するだ
けでなく、スプレイ量を制御することによっても温度変
動を抑えることができる。このように二重に温度変動を
抑えることができるため、温度変動の制御性を向上させ
ることができる。

【００５２】次に、本発明の第６実施形態について説明
する。なお、上記各実施形態と同一の構成については同
一の符号を用い、その説明を省略する。図８(a)におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図８(a)のようにハイドレート生成量の
目標値が入力されている。また、符号９６は関数生成器
であり、９７は積算器であり、９８は加算器である。こ
こで、微分器９５，関数生成器９６，積算器９７，およ
び加算器９８によって、微分補正手段９１が構成されて
いる。このように構成されていることにより、ハイドレ
ート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５によっ
て目標値の微分信号が生成される。また、関数生成器９
６で先行信号が生成され、積算器９７において微分信号
と先行信号が掛け合わされて圧力調節指令の先行信号と
して加算器９８で制御器７１の出力と足し合わされる。
したがって、目標値が変化した場合に、スプレイ量を制
御するだけでなく、圧力変動がまだ発生していない段階
で先行的に圧力調節を行うことができるため、圧力変動
を未然に防止することができ、圧力の制御性が向上す
る。

【００５３】次に、本発明の第７実施形態について説明
する。なお、上記各実施形態と同一の構成については同
一の符号を用い、その説明を省略する。図９において、
符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)に示
すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求めた
後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力信号
ａとしては図９のようにハイドレート生成量の目標値が
入力されている。また、符号９９は関数生成器であり、
１００は積算器であり１０１は加算器である。ここで、
微分器９５，関数生成器９９，積算器１００，および加
算器１０１によって、微分補正手段９２が構成されてい
る。このように構成されていることにより、ハイドレー
ト生成量の目標値が変化した場合、微分器９５によって
目標値の微分信号が生成される。また、関数生成器９９
で先行信号が生成され、積算器１００において微分信号
と先行信号が掛け合わされて冷凍機冷却能力指令の先行
信号として加算器１０１で制御器７７の出力と足し合わ
される。したがって、目標値が変化した場合に、スプレ
イ量を制御するだけでなく、ハイドレート温度変動がま
だ発生していない段階で先行的に温度調節を行うことが
できるため、温度変動を未然に防止することができ、温
度の制御性が向上する。

【００５４】次に、本発明の第８実施形態について説明
する。なお、上記各実施形態と同一の構成については同
一の符号を用い、その説明を省略する。図１０におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図９のようにハイドレート生成量の目標
値が入力されている。また、符号９６は関数生成器、９
７は積算器、９８は加算器、符号９９は関数生成器、９
７は積算器、１００は加算器である。ここで、微分器９
５，関数生成器９６，積算器９７，加算器９８、関数生
成器９９，積算器９７，加算器１００によって、微分補
正手段９３が構成されている。このように構成されてい
ることにより、ハイドレート生成量の目標値が変化した
場合、微分器９５によって目標値の微分信号が生成され
る。関数生成器９６で先行信号が生成され、積算器９７
において微分信号と先行信号が掛け合わされて圧力調節
指令の先行信号として加算器９８で制御器７１の出力と
足し合わされる。また、関数生成器９９で先行信号が生
成され、積算器１００において微分信号と先行信号が掛
け合わされて冷凍機冷却能力指令の先行信号として加算
器１０１で制御器７７の出力と足し合わされる。

【００５５】したがって、目標値が変化した場合に、ス
プレイ量を制御するだけでなく、圧力変動およびハイド
レート温度変動がまだ発生していない段階で先行的に圧
力および温度調節を行うことができるため、圧力変動お
よび温度変動を未然に防止することができ、圧力および
温度の制御性が向上する。

【００５６】次に、本発明の第９実施形態について説明
する。なお、上記各実施形態と同一の構成については同
一の符号を用い、その説明を省略する。図１１におい
て、符号１１０はハイドレート生成温度と目標値との差
に基づいて補正信号を生成する関数生成器（補正信号算
出器）である。また、符号１１１は積算器である。この
ように構成されていることにより、ハイドレート生成温
度と目標値との偏差に基づいて関数生成器１１０にて補
正信号が生成され、積算器１１１によってハイドレート
生成量と目標値との偏差に掛け合わされる。その後制御
器７４にてスプレイ量調節指令に変換される。即ち、本
例においてはハイドレート生成温度の変動による変化量
がスプレイ量調節指令の補正信号として用いられている
ことにより、温度変化を考慮したスプレイ量を制御する
ことができるため、ハイドレート生成量の変動を小さく
することができ、ハイドレート生成量の制御性が向上す
る。

【００５７】次に、本発明の第１０実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図１２におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図１２のようにハイドレート生成量の目
標値が入力されている。また、符号９６は関数生成器で
あり、９７は積算器であり、９８は加算器である。さら
に、符号１１０はハイドレート生成温度と目標値との差
に基づいて補正信号を生成する関数生成器である。ま
た、符号１１１は積算器である。

【００５８】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５
によって目標値の微分信号が生成される。また、関数生
成器９６で先行信号が生成され、積算器９７において微
分信号と先行信号が掛け合わされて圧力調節指令の先行
信号として加算器９８で制御器７１の出力と足し合わさ
れる。また、ハイドレート生成温度と目標値との偏差に
基づいて関数生成器１１０にて補正信号が生成され、積
算器１１１によってハイドレート生成量と目標値との偏
差に掛け合わされる。その後制御器７４にてスプレイ量
調節指令に変換される。

【００５９】したがって、本例においては、ハイドレー
ト生成量が変動することによる圧力変動に対し、先行的
に圧力調節を行うことができるため、圧力制御の偏差を
小さくすることができ、圧力の制御性が向上する。ま
た、ハイドレート生成温度の変動による変化量がスプレ
イ量調節指令の補正信号として用いられていることによ
り、温度変化を考慮したスプレイ量を制御することがで
きるため、ハイドレート生成量の変動を小さくすること
ができ、ハイドレート生成量の制御性が向上する。

【００６０】次に、本発明の第１１実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図１３におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図９のようにハイドレート生成量の目標
値が入力されている。また、符号９９は関数生成器であ
り、１００は積算器であり１０１は加算器である。さら
に、符号１１０はハイドレート生成温度と目標値との差
に基づいて補正信号を生成する関数生成器である。ま
た、符号１１１は積算器である。

【００６１】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５
によって目標値の微分信号が生成される。また、関数生
成器９９で先行信号が生成され、積算器１００において
微分信号と先行信号が掛け合わされて冷凍機冷却能力指
令の先行信号として加算器１０１で制御器７７の出力と
足し合わされる。また、ハイドレート生成温度と目標値
との偏差に基づいて関数生成器１１０にて補正信号が生
成され、積算器１１１によってハイドレート生成量と目
標値との偏差に掛け合わされる。その後制御器７４にて
スプレイ量調節指令に変換される。

【００６２】したがって、本例においては、ハイドレー
ト生成量が変動することによるハイドレート生成温度変
動に対し、先行的に温度調節を行うことができるため、
温度制御の偏差を小さくすることができ、温度の制御性
が向上する。また、ハイドレート生成温度の変動による
変化量がスプレイ量調節指令の補正信号として用いられ
ていることにより、温度変化を考慮したスプレイ量を制
御することができるため、ハイドレート生成量の変動を
小さくすることができ、ハイドレート生成量の制御性が
向上する。

【００６３】次に、本発明の第１２実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図１４におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図９のようにハイドレート生成量の目標
値が入力されている。また、符号９６は関数生成器、９
７は積算器、９８は加算器、符号９９は関数生成器、１
００は積算器、１０１は加算器である。さらに、符号１
１０はハイドレート生成温度と目標値との差に基づいて
補正信号を生成する関数生成器である。また、符号１１
１は積算器である。

【００６４】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５
によって目標値の微分信号が生成される。関数生成器９
６で先行信号が生成され、積算器９７において微分信号
と先行信号が掛け合わされて圧力調節指令の先行信号と
して加算器９８で制御器７１の出力と足し合わされる。
また、関数生成器９９で先行信号が生成され、積算器１
００において微分信号と先行信号が掛け合わされて冷凍
機冷却能力指令の先行信号として加算器１０１で制御器
７７の出力と足し合わされる。また、ハイドレート生成
温度と目標値との偏差に基づいて関数生成器１１０にて
補正信号が生成され、積算器１１１によってハイドレー
ト生成量と目標値との偏差に掛け合わされる。その後制
御器７４にてスプレイ量調節指令に変換される。

【００６５】したがって、本例においては、ハイドレー
ト生成量が変動することによる圧力変動に対し、先行的
に圧力調節を行うことができるため、圧力制御の偏差を
小さくすることができ、圧力の制御性が向上する。ま
た、ハイドレート生成量が変動することによるハイドレ
ート生成温度変動に対し、先行的に温度調節を行うこと
ができるため、温度制御の偏差を小さくすることがで
き、温度の制御性が向上する。また、ハイドレート生成
温度の変動による変化量がスプレイ量調節指令の補正信
号として用いられていることにより、温度変化を考慮し
たスプレイ量を制御することができるため、ハイドレー
ト生成量の変動を小さくすることができ、ハイドレート
生成量の制御性が向上する。

【００６６】次に、本発明の第１３実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図１５におい
て、符号１２０は関数生成器（目標温度算出手段）であ
り、ハイドレート生成量がハイドレート生成量の目標値
になるような過冷却水の目標温度を算出する。なお、過
冷却水は、熱交換器３４により過冷却状態とされる水配
管３０内の水である。また、符号１２１はこの過冷却水
の目標温度と、過冷却水温度計３２により検出された実
際の過冷却水の温度との偏差をとる偏差算出手段（第４
偏差算出手段）であり、符号１２２は、偏差算出手段１
２１によって算出された偏差の補正を行う関数生成器
（第４補正手段）であり、符号１２３は積算器である。

【００６７】このように構成されていることにより、関
数生成器１２０によって生成される過冷却水の温度の目
標値と、実際の過冷却水の温度との偏差が偏差算出手段
１２１によって算出される。そして、関数生成器１２２
にて補正された後、積算器１２３においてハイドレート
生成量と目標値との偏差と掛け合わされ、制御器７４に
おいてスプレイ量の制御指令に変換される。したがっ
て、本例においては、単にハイドレート生成量の変動だ
けに基づいてスプレイ量調節指令を算出するのではな
く、過冷却水温度の偏差によって補正することができる
ため、より適切なスプレイ量の算出が可能である。

【００６８】次に、本発明の第１４実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図１６におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図１６のようにハイドレート生成量の目
標値が入力されている。また、符号９６は関数生成器で
あり、９７は積算器であり、９８は加算器である。ま
た、符号１２０は関数生成器であり、ハイドレート生成
量がハイドレート生成量の目標値になるような過冷却水
の目標温度を算出する。なお、過冷却水は、熱交換器３
４により過冷却状態とされる水配管３０内の水である。
また、符号１２１はこの過冷却水の目標温度と、過冷却
水温度計３２により検出される実際の過冷却水の温度と
の偏差をとる偏差算出手段であり、符号１２２は、偏差
算出手段１２１によって算出された偏差の補正を行う関
数生成器であり、符号１２３は積算器である。

【００６９】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５
によって目標値の微分信号が生成される。また、関数生
成器９６で先行信号が生成され、積算器９７において微
分信号と先行信号が掛け合わされて圧力調節指令の先行
信号として加算器９８で制御器７１の出力と足し合わさ
れる。また、関数生成器１２０によって生成される過冷
却水の目標値と、実際の過冷却水の温度との偏差が偏差
算出手段１２１によって算出される。そして、関数生成
器１２２にて補正された後、積算器１２３においてハイ
ドレート生成量と目標値との偏差と掛け合わされ、制御
器７４においてスプレイ量の制御指令に変換される。

【００７０】したがって、本例においては、ハイドレー
ト生成量が変動することによる圧力変動に対し、先行的
に圧力調節を行うことができるため、圧力制御の偏差を
小さくすることができ、圧力の制御性が向上する。ま
た、単にハイドレート生成量の変動だけに基づいてスプ
レイ量調節指令を算出するのではなく、過冷却水温度の
偏差によって補正することができるため、より適切なス
プレイ量の算出が可能である。

【００７１】次に、本発明の第１５実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図１７におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図１７のようにハイドレート生成量の目
標値が入力されている。また、符号９９は関数生成器で
あり、１００は積算器であり１０１は加算器である。ま
た、符号１２０は関数生成器であり、ハイドレート生成
量がハイドレート生成量の目標値になるような過冷却水
の目標温度を算出する。なお、過冷却水は、熱交換器３
４により過冷却状態とされる水配管３０内の水である。
また、符号１２１はこの過冷却水の目標温度と、過冷却
水温度計３２により検出される実際の過冷却水の温度と
の偏差をとる偏差算出手段であり、符号１２２は、偏差
算出手段１２１によって算出された偏差の補正を行う関
数生成器であり、符号１２３は積算器である。

【００７２】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５
によって目標値の微分信号が生成される。また、関数生
成器９９で先行信号が生成され、積算器１００において
微分信号と先行信号が掛け合わされて冷凍機冷却能力指
令の先行信号として加算器１０１で制御器７７の出力と
足し合わされる。また、関数生成器１２０によって生成
される過冷却水の温度の目標値と、実際の過冷却水の温
度との偏差が偏差算出手段１２１によって算出される。
そして、関数生成器１２２にて補正された後、積算器１
２３においてハイドレート生成量と目標値との偏差と掛
け合わされ、制御器７４においてスプレイ量の制御指令
に変換される。

【００７３】したがって、本例においては、ハイドレー
ト生成量が変動することによるハイドレート生成温度変
動に対し、先行的に温度調節を行うことができるため、
温度制御の偏差を小さくすることができ、温度の制御性
が向上する。また、単にハイドレート生成量の変動だけ
に基づいてスプレイ量調節指令を算出するのではなく、
過冷却水温度の偏差によって補正することができるた
め、より適切なスプレイ量の算出が可能である。

【００７４】次に、本発明の第１６実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図１８におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図１８のようにハイドレート生成量の目
標値が入力されている。また、符号９６は関数生成器、
９７は積算器、９８は加算器、符号９９は関数生成器、
１００は積算器、１０１は加算器である。また、符号１
２０は関数生成器であり、ハイドレート生成量がハイド
レート生成量の目標値になるような過冷却水の目標温度
を算出する。なお、過冷却水は、熱交換器３４により過
冷却状態とされる水配管３０内の水である。また、符号
１２１はこの過冷却水の目標温度と、過冷却水温度計３
２により検出される実際の過冷却水の温度との偏差をと
る偏差算出手段であり、符号１２２は、偏差算出手段１
２１によって算出された偏差の補正を行う関数生成器で
あり、符号１２３は積算器である。

【００７５】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５
によって目標値の微分信号が生成される。関数生成器９
６で先行信号が生成され、積算器９７において微分信号
と先行信号が掛け合わされて圧力調節指令の先行信号と
して加算器９８で制御器７１の出力と足し合わされる。
また、関数生成器９９で先行信号が生成され、積算器９
７１００において微分信号と先行信号が掛け合わされて
冷凍機冷却能力指令の先行信号として加算器１０１で制
御器７７の出力と足し合わされる。また、関数生成器１
２０によって生成される過冷却水の温度の目標値と、実
際の過冷却水の温度との偏差が偏差算出手段１２１によ
って算出される。そして、関数生成器１２２にて補正さ
れた後、積算器１２３においてハイドレート生成量と目
標値との偏差と掛け合わされ、制御器７４においてスプ
レイ量の制御指令に変換される。

【００７６】したがって、本例においては、ハイドレー
ト生成量が変動することによる圧力変動に対し、先行的
に圧力調節を行うことができるため、圧力制御の偏差を
小さくすることができ、圧力の制御性が向上する。ま
た、ハイドレート生成量が変動することによるハイドレ
ート生成温度変動に対し、先行的に温度調節を行うこと
ができるため、温度制御の偏差を小さくすることがで
き、温度の制御性が向上する。また、単にハイドレート
生成量の変動だけに基づいてスプレイ量調節指令を算出
するのではなく、過冷却水温度の偏差によって補正する
ことができるため、より適切なスプレイ量の算出が可能
である。

【００７７】次に、本発明の第１７実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図１９におい
て、符号１１０はハイドレート生成温度と目標値との差
に基づいて補正信号を生成する関数生成器である。ま
た、符号１１１は積算器である。また、符号１２０は関
数生成器であり、ハイドレート生成量がハイドレート生
成量の目標値になるような過冷却水の目標温度を算出す
る。なお、過冷却水は、熱交換器３４により過冷却状態
とされる水配管３０内の水である。また、符号１２１は
この過冷却水の目標温度と、過冷却水温度計３２により
検出される実際の過冷却水の温度との偏差をとる偏差算
出手段であり、符号１２２は、偏差算出手段１２１によ
って算出された偏差の補正を行う関数生成器であり、符
号１２３は積算器である。

【００７８】このように構成されていることにより、関
数生成器１２０によって生成される過冷却水の温度の目
標値と、実際の過冷却水の温度との偏差が偏差算出手段
１２１によって算出され、続いて関数生成器１２２にて
補正される。一方、ハイドレート生成温度と目標値との
偏差に基づいて関数生成器１１０にて補正信号が生成さ
れる。これにより、偏差算出手段７３によって求められ
たハイドレート生成量と目標値との偏差は、積算器１２
３によって関数生成器１２２の出力と掛け合わされ、さ
らに、積算器１１１によって関数生成器１１０の出力と
掛け合わされる。その後、制御器７４においてスプレイ
量の制御指令に変換される。

【００７９】したがって、本例においては、単にハイド
レート生成量の変動だけに基づいてスプレイ量調節指令
を算出するのではなく、過冷却水温度の偏差によって補
正される。そしてさらに、ハイドレート生成温度の変動
による変化量がスプレイ量調節指令の補正信号として用
いられていることにより、温度変化を考慮したスプレイ
量を制御することができるため、スプレイ量制御の偏差
を小さくすることができ、ハイドレート生成量の制御性
を向上させることができる。

【００８０】次に、本発明の第１８実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図２０におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図２０のようにハイドレート生成量の目
標値が入力されている。また、符号９６は関数生成器で
あり、９７は積算器であり、９８は加算器である。

【００８１】符号１１０はハイドレート生成温度と目標
値との差に基づいて先行信号を生成する関数生成器であ
る。また、符号１１１は積算器である。また、符号１２
０は関数生成器であり、ハイドレート生成量がハイドレ
ート生成量の目標値になるような過冷却水の目標温度を
算出する。なお、過冷却水は、熱交換器３４により過冷
却状態とされる水配管３０内の水である。また、符号１
２１はこの過冷却水の目標温度と、過冷却水温度計３２
により検出される実際の過冷却水の温度との偏差をとる
偏差算出手段であり、符号１２２は、偏差算出手段１２
１によって算出された偏差の補正を行う関数生成器であ
り、符号１２３は積算器である。

【００８２】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５
によって目標値の微分信号が生成される。また、関数生
成器９６で先行信号が生成され、積算器９７において微
分信号と先行信号が掛け合わされて圧力調節指令の先行
信号として加算器９８で制御器７１の出力と足し合わさ
れる。

【００８３】また、関数生成器１２０によって生成され
る過冷却水の温度の目標値と、実際の過冷却水の温度と
の偏差が偏差算出手段１２１によって算出され、続いて
関数生成器１２２にて補正される。一方、ハイドレート
生成温度と目標値との偏差に基づいて関数生成器１１０
にて補正信号が生成される。これにより、偏差算出手段
７３によって求められたハイドレート生成量と目標値と
の偏差は、積算器１２３によって関数生成器１２２の出
力と掛け合わされ、さらに、積算器１１１によって関数
生成器１１０の出力と掛け合わされる。その後、制御器
７４においてスプレイ量の制御指令に変換される。

【００８４】したがって、本例においては、ハイドレー
ト生成量が変動することによる圧力変動に対し、先行的
に圧力調節を行うことができるため、圧力制御の偏差を
小さくすることができ、圧力の制御性が向上する。

【００８５】また、単にハイドレート生成量の変動だけ
に基づいてスプレイ量調節指令を算出するのではなく、
過冷却水温度の偏差によって補正される。そしてさら
に、ハイドレート生成温度の変動による変化量がスプレ
イ量調節指令の補正信号として用いられていることによ
り、温度変化を考慮したスプレイ量を制御することがで
きるため、スプレイ量制御の偏差を小さくすることがで
き、ハイドレート生成量の制御性を向上させることがで
きる。

【００８６】次に、本発明の第１９実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図２１におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図２１のようにハイドレート生成量の目
標値が入力されている。また、符号９９は関数生成器で
あり、１００は積算器であり１０１は加算器である。

【００８７】符号１１０はハイドレート生成温度と目標
値との差に基づいて補正信号を生成する関数生成器であ
る。また、符号１１１は積算器である。また、符号１２
０は関数生成器であり、ハイドレート生成量がハイドレ
ート生成量の目標値になるような過冷却水の目標温度を
算出する。なお、過冷却水は、熱交換器３４により過冷
却状態とされる水配管３０内の水である。また、符号１
２１はこの過冷却水の目標温度と、過冷却水温度計３２
により検出される実際の過冷却水の温度との偏差をとる
偏差算出手段であり、符号１２２は、偏差算出手段１２
１によって算出された偏差の補正を行う関数生成器であ
り、符号１２３は積算器である。

【００８８】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５
によって目標値の微分信号が生成される。また、関数生
成器９９で先行信号が生成され、積算器１００において
微分信号と先行信号が掛け合わされて冷凍機冷却能力指
令の先行信号として加算器１０１で制御器７７の出力と
足し合わされる。

【００８９】また、関数生成器１２０によって生成され
る過冷却水の温度の目標値と、実際の過冷却水の温度と
の偏差が偏差算出手段１２１によって算出され、続いて
関数生成器１２２にて補正される。一方、ハイドレート
生成温度と目標値との偏差に基づいて関数生成器１１０
にて先行信号が生成される。これにより、偏差算出手段
７３によって求められたハイドレート生成量と目標値と
の偏差は、積算器１２３によって関数生成器１２２の出
力と掛け合わされ、さらに、積算器１１１によって関数
生成器１１０の出力と掛け合わされる。その後、制御器
７４においてスプレイ量の制御指令に変換される。

【００９０】したがって、ハイドレート生成量が変動す
ることによるハイドレート生成温度変動に対し、先行的
に温度調節を行うことができるため、温度制御の偏差を
小さくすることができ、温度の制御性が向上する。

【００９１】また、単にハイドレート生成量の変動だけ
に基づいてスプレイ量調節指令を算出するのではなく、
過冷却水温度の偏差によって補正される。そしてさら
に、ハイドレート生成温度の変動による変化量がスプレ
イ量調節指令の補正信号として用いられていることによ
り、温度変化を考慮したスプレイ量を制御することがで
きるため、スプレイ量制御の偏差を小さくすることがで
き、ハイドレート生成量の制御性を向上させることがで
きる。

【００９２】次に、本発明の第２０実施形態について説
明する。なお、上記各実施形態と同一の構成については
同一の符号を用い、その説明を省略する。図２２におい
て、符号９５は微分器である。微分器９５は、図８(b)
に示すように、入力信号ａに対して一次遅れ信号ｂを求
めた後、信号ａ−信号ｂとして信号ｃを算出する。入力
信号ａとしては図２２のようにハイドレート生成量の目
標値が入力されている。また、符号９６は関数生成器、
９７は積算器、９８は加算器、符号９９は関数生成器、
１００は積算器、１０１は加算器である。

【００９３】符号１１０はハイドレート生成温度と目標
値との差に基づいて補正信号を生成する関数生成器であ
る。また、符号１１１は積算器である。また、符号１２
０は関数生成器であり、ハイドレート生成量がハイドレ
ート生成量の目標値になるような過冷却水の目標温度を
算出する。なお、過冷却水は、熱交換器３４により過冷
却状態とされる水配管３０内の水である。また、符号１
２１はこの過冷却水の目標温度と、過冷却水温度計３２
により検出される実際の過冷却水の温度との偏差をとる
偏差算出手段であり、符号１２２は、偏差算出手段１２
１によって算出された偏差の補正を行う関数生成器であ
り、符号１２３は積算器である。

【００９４】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量の目標値が変化した場合、微分器９５
によって目標値の微分信号が生成される。関数生成器９
６で先行信号が生成され、積算器９７において微分信号
と先行信号が掛け合わされて圧力調節指令の先行信号と
して加算器９８で制御器７１の出力と足し合わされる。
また、関数生成器９９で先行信号が生成され、積算器１
００において微分信号と先行信号が掛け合わされて冷凍
機冷却能力指令の先行信号として加算器１０１で制御器
７７の出力と足し合わされる。

【００９５】また、関数生成器１２０によって生成され
る過冷却水の温度の目標値と、実際の過冷却水の温度と
の偏差が偏差算出手段１２１によって算出され、続いて
関数生成器１２２にて補正される。一方、ハイドレート
生成温度と目標値との偏差に基づいて関数生成器１１０
にて補正信号が生成される。これにより、偏差算出手段
７３によって求められたハイドレート生成量と目標値と
の偏差は、積算器１２３によって関数生成器１２２の出
力と掛け合わされ、さらに、積算器１１１によって関数
生成器１１０の出力と掛け合わされる。その後、制御器
７４においてスプレイ量の制御指令に変換される。

【００９６】このように構成されていることにより、ハ
イドレート生成量が変動することによる圧力変動に対
し、先行的に圧力調節を行うことができるため、圧力制
御の偏差を小さくすることができ、圧力の制御性が向上
する。また、ハイドレート生成量が変動することによる
ハイドレート生成温度変動に対し、先行的に温度調節を
行うことができるため、温度制御の偏差を小さくするこ
とができ、温度の制御性が向上する。

【００９７】また、単にハイドレート生成量の変動だけ
に基づいてスプレイ量調節指令を算出するのではなく、
過冷却水温度の偏差によって補正される。そしてさら
に、ハイドレート生成温度の変動による変化量がスプレ
イ量調節指令の補正信号として用いられていることによ
り、温度変化を考慮したスプレイ量を制御することがで
きるため、スプレイ量制御の偏差を小さくすることがで
き、ハイドレート生成量の制御性を向上させることがで
きる。

【００９８】なお、上記各実施形態において、３つの制
御系（スプレイ量調節部３５、圧力調節部２６、冷凍機
冷却能力調節部５１）をすべて含まなくてもよい。例え
ば、第１実施形態について、３つの制御系のうちの一つ
だけ実施形態に記載の制御を行い、他は別の制御を行っ
てもよい。

【００９９】上記実施形態では、スプレイ量制御手段と
して流量調整弁３３を示したが、これに限定されるもの
ではなく、例えば水を送るポンプの流量や絞り等を採用
してもよい。同様に、圧力制御手段は、流量調整弁２７
でなくてもよく、他の手段を用いることができる。ま
た、ハイドレートの温度を制御する温度制御手段として
冷凍機５０を示したが、これに限らず、圧力容器２０を
直接冷却する冷却装置等であってもよい。生成量検出手
段８は貯蔵手段７にてガスハイドレートの生成量を検出
しているが、生成量が検出できさえすればその検出位
置、方法等は本実施形態に限定されるものではない。ま
た、第１３実施形態等において、過冷却水の温度として
水配管３０内の水温を検出することとしたが、圧力容器
２０内の水相Ｌの温度を検出するようにしてもよい。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
以下の効果を有する。請求項１乃至３に記載の発明によ
れば、スプレイ量、反応容器の圧力、またはハイドレー
トの生成温度が適切に維持されるため、ハイドレートを
効率よく生成することができる状態に維持することがで
きる。したがって、天然ガスハイドレートの生成効率を
向上させることができる。

【０１０１】請求項４に記載の発明によれば、反応容器
内の圧力変動とハイドレート生成量変動の相互の干渉を
うち消すことができるため、圧力変動及びハイドレート
生成量変動を抑えることができ、天然ガスハイドレート
の生成効率を向上させることができる。

【０１０２】請求項５に記載の発明によれば、ハイドレ
ート生成量の変動によるハイドレート生成温度への干渉
と、反応容器内の圧力変動によるハイドレート生成量へ
の干渉がうち消される。したがって、ハイドレート生成
量および圧力変動を抑えることができ、天然ガスハイド
レートの生成効率を向上させることができる。

【０１０３】請求項６および７に記載の発明によれば、
圧力変動または生成温度変動は、それぞれ圧力制御手段
または温度制御手段を制御することによって抑えられる
だけではなく、スプレイ量の制御によっても変動が抑え
られる。したがって、圧力変動または生成温度変動を二
重で抑制することができるため、制御性が向上して天然
ガスハイドレートの生成効率を向上させることができ
る。

【０１０４】請求項８乃至１０に記載の発明によれば、
圧力変動または／およびハイドレート温度変動がまだ発
生していない段階で先行的に圧力・温度調節を行うこと
ができるため、圧力変動・温度変動を未然に防止するこ
とができる。

【０１０５】請求項１１乃至１３に記載の発明によれ
ば、ハイドレート生成温度の変動による変化量がスプレ
イ量調節指令の補正信号として用いられることにより、
温度変化を考慮したスプレイ量を制御することができる
ため、ハイドレート生成量の変動を小さくすることがで
きる。

【０１０６】請求項１４および１５に記載の発明によれ
ば、単にハイドレート生成量の変動だけに基づいてスプ
レイ量調節指令を算出するのではなく、過冷却水温度の
偏差によって補正されることで、より適切なスプレイ量
を算出することができる。

【０１０７】請求項１６に記載の発明によれば、ガスハ
イドレート生成量の変動を基にして過冷却水の供給量を
制御することにより、ハイドレートを効率よく生成する
ことができる状態に維持することができる。したがっ
て、ガスハイドレートの生成効率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態として示した天然ガスハ
イドレート生成装置の全体構成を示したブロック図であ
る。

【図２】 同天然ガスハイドレート生成装置の生成手段
を構成する生成反応装置である。

【図３】 第１実施形態として示した天然ガスハイドレ
ートの部分構成を示した図である。

【図４】 第２実施形態として示した天然ガスハイドレ
ートの部分構成を示した図である。

【図５】 第３実施形態として示した天然ガスハイドレ
ートの部分構成を示した図である。

【図６】 第４実施形態として示した天然ガスハイドレ
ートの部分構成を示した図である。

【図７】 第５実施形態として示した天然ガスハイドレ
ートの部分構成を示した図である。

【図８】 第６実施形態として示した天然ガスハイドレ
ートの部分構成を示した図である。

【図９】 第７実施形態として示した天然ガスハイドレ
ートの部分構成を示した図である。

【図１０】 第８実施形態として示した天然ガスハイド
レートの部分構成を示した図である。

【図１１】 第９実施形態として示した天然ガスハイド
レートの部分構成を示した図である。

【図１２】 第１０実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図１３】 第１１実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図１４】 第１２実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図１５】 第１３実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図１６】 第１４実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図１７】 第１５実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図１８】 第１６実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図１９】 第１７実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図２０】 第１８実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図２１】 第１９実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【図２２】 第２０実施形態として示した天然ガスハイ
ドレートの部分構成を示した図である。

【符号の説明】

８ 生成量検出手段 ２０ 圧力容器（反応容器） ２５ 圧力計（圧力検出手段） ２７ 流量調節弁（圧力制御手段） ３３ 流量調整弁（スプレイ量制御手段） ５０ 冷凍機（温度制御手段） ５２ 温度計（温度検出手段） ７０ 偏差算出手段（第２偏差算出手段） ７１ 制御器（第２制御器） ７３ 偏差算出手段（第１偏差算出手段） ７４ 制御器（第１制御器） ７６ 偏差算出手段（第３偏差算出手段） ７７ 制御器（第３制御器） ８５ 第２補正手段 ８６ 第１補正手段 ８９ 第３補正手段 ９０ スイッチボックス（切替手段） ９１ 微分補正手段 ９２ 微分補正手段 ９３ 微分補正手段 １１０ 関数生成器（補正信号算出器） １２１ 偏差算出手段（第４偏差算出手段） １２２ 関数生成器（第４補正手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０７Ｃ 7/20 Ｃ０７Ｃ 9/04 9/04 Ｆ１７Ｃ 11/00 Ｂ Ｆ１７Ｃ 11/00 Ｃ１０Ｌ 3/00 Ａ Ｆターム(参考） 3E072 EA10 4G075 AA03 AA61 AA62 AA63 AA65 BA10 CA03 CA65 CA66 DA01 4H006 AA02 AA04 AC93 AD33 BA91 BC10 BC11

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを反
   応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレート
   生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
   るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
   る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
   記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
   生成量との偏差を求める偏差算出手段と、前記スプレイ
   量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記偏差算
   出手段によって算出された前記偏差に基づいて算出する
   制御器とを備えていることを特徴とするガスハイドレー
   ト生成装置。
2. 【請求項２】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを反
   応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレート
   生成装置において、 前記反応容器内の圧力を制御する圧力制御手段と、該圧
   力を検出する圧力検出手段と、前記圧力の目標値と前記
   圧力検出手段により検出された実際の圧力との偏差を求
   める偏差算出手段と、前記圧力制御手段を制御する圧力
   調節指令を前記偏差算出手段によって算出された前記偏
   差に基づいて算出する制御器とを備えていることを特徴
   とするガスハイドレート生成装置。
3. 【請求項３】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを反
   応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレート
   生成装置において、 生成されるハイドレートの温度を制御する温度制御手段
   と、該温度を検出する温度検出手段と、前記温度の目標
   値と前記温度検出手段により検出された実際の温度との
   偏差を求める偏差算出手段と、前記温度制御手段を制御
   する温度調節指令を前記偏差算出手段によって算出され
   た前記偏差に基づいて算出する制御器とを備えているこ
   とを特徴とするガスハイドレート生成装置。
4. 【請求項４】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを反
   応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレート
   生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
   るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
   る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
   記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
   生成量との偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプ
   レイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第
   １偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
   算出する第１制御器とを備え、 前記反応容器内の圧力を制御する圧力制御手段と、該圧
   力を検出する圧力検出手段と、前記圧力の目標値と前記
   圧力検出手段により検出された実際の圧力との偏差を求
   める第２偏差算出手段と、前記圧力制御手段を制御する
   圧力調節指令を前記第２偏差算出手段によって算出され
   た前記偏差に基づいて算出する第２制御器とを備え、 さらに、前記第１偏差算出手段により算出された偏差に
   基づいて前記第２偏差算出手段の算出結果を補正する第
   １補正手段と、前記第２偏差算出手段により算出された
   偏差に基づいて前記第１偏差算出手段の算出結果を補正
   する第２補正手段とを備えていることを特徴とするガス
   ハイドレート生成装置。
5. 【請求項５】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを反
   応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレート
   生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
   るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
   る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
   記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
   生成量との偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプ
   レイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第
   １偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
   算出する第１制御器とを備え、 前記反応容器内の圧力を制御する圧力制御手段と、該圧
   力を検出する圧力検出手段と、前記圧力の目標値と前記
   圧力検出手段により検出された実際の圧力との偏差を求
   める第２偏差算出手段と、前記圧力制御手段を制御する
   圧力調節指令を前記第２偏差算出手段によって算出され
   た前記偏差に基づいて算出する第２制御器とを備え、 生成されるハイドレートの温度を制御する温度制御手段
   と、該温度を検出する温度検出手段と、前記温度の目標
   値と前記温度検出手段により検出された実際の温度との
   偏差を求める第３偏差算出手段と、前記温度制御手段を
   制御する温度調節指令を前記第３偏差算出手段によって
   算出された前記偏差に基づいて算出する第３制御器とを
   備え、 さらに、前記第１偏差算出手段により算出された偏差に
   基づいて前記第３偏差算出手段の算出結果を補正する第
   ３補正手段と、前記第３偏差算出手段により算出された
   偏差に基づいて前記第１偏差算出手段の算出結果を補正
   する第２補正手段とを備えていることを特徴とするガス
   ハイドレート生成装置。
6. 【請求項６】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを反
   応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレート
   生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
   るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
   る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
   記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
   生成量との偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプ
   レイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第
   １偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
   算出する第１制御器とを備え、 前記反応容器内の圧力を制御する圧力制御手段と、該圧
   力を検出する圧力検出手段と、前記圧力の目標値と前記
   圧力検出手段により検出された実際の圧力との偏差を求
   める第２偏差算出手段と、前記圧力制御手段を制御する
   圧力調節指令を前記第２偏差算出手段によって算出され
   た前記偏差に基づいて算出する第２制御器とを備え、 さらに、前記第２偏差算出手段により算出された偏差の
   大きさが所定範囲以上である場合に前記第１制御器に与
   えられる入力を前記第１偏差算出手段によって算出され
   た偏差にかえて前記第２偏差算出手段によって算出され
   た偏差とする切替手段を備えていることを特徴とするガ
   スハイドレート生成装置。
7. 【請求項７】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを反
   応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレート
   生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
   るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
   る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
   記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
   生成量との偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプ
   レイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第
   １偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
   算出する第１制御器とを備え、 生成されるハイドレートの温度を制御する温度制御手段
   と、該温度を検出する温度検出手段と、前記温度の目標
   値と前記温度検出手段により検出された実際の温度との
   偏差を求める第３偏差算出手段と、前記温度制御手段を
   制御する温度調節指令を前記第３偏差算出手段によって
   算出された前記偏差に基づいて算出する第３制御器とを
   備え、 さらに、前記第３偏差算出手段により算出された偏差の
   大きさが所定範囲以上である場合に前記第１制御器に与
   えられる入力を前記第１偏差算出手段によって算出され
   た偏差にかえて前記第３偏差算出手段によって算出され
   た偏差とする切替手段を備えていることを特徴とするガ
   スハイドレート生成装置。
8. 【請求項８】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを反
   応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレート
   生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
   るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
   る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
   記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
   生成量との偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプ
   レイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第
   １偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
   算出する第１制御器とを備え、 前記反応容器内の圧力を制御する圧力制御手段と、該圧
   力を検出する圧力検出手段と、前記圧力の目標値と前記
   圧力検出手段により検出された実際の圧力との偏差を求
   める第２偏差算出手段と、前記圧力制御手段を制御する
   圧力調節指令を前記第２偏差算出手段によって算出され
   た前記偏差に基づいて算出する第２制御器とを備え、 前記ハイドレート生成量の目標値の変化量に基づいて前
   記圧力調節指令を補正する微分補正手段が設けられてい
   ることを特徴とするガスハイドレート生成装置。
9. 【請求項９】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを反
   応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレート
   生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
   るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
   る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
   記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
   生成量との偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプ
   レイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第
   １偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
   算出する第１制御器とを備え、 生成されるハイドレートの温度を制御する温度制御手段
   と、該温度を検出する温度検出手段と、前記温度の目標
   値と前記温度検出手段により検出された実際の温度との
   偏差を求める第３偏差算出手段と、前記温度制御手段を
   制御する温度調節指令を前記第３偏差算出手段によって
   算出された前記偏差に基づいて算出する第３制御器とを
   備え、 前記ハイドレート生成量の目標値の変化量に基づいて前
   記温度調節指令を補正する微分補正手段が設けられてい
   ることを特徴とするガスハイドレート生成装置。
10. 【請求項１０】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを
    反応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレー
    ト生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
    るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
    る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
    記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
    生成量との偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプ
    レイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第
    １偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
    算出する第１制御器とを備え、 前記反応容器内の圧力を制御する圧力制御手段と、該圧
    力を検出する圧力検出手段と、前記圧力の目標値と前記
    圧力検出手段により検出された実際の圧力との偏差を求
    める第２偏差算出手段と、前記圧力制御手段を制御する
    圧力調節指令を前記第２偏差算出手段によって算出され
    た前記偏差に基づいて算出する第２制御器とを備え、 生成されるハイドレートの温度を制御する温度制御手段
    と、該温度を検出する温度検出手段と、前記温度の目標
    値と前記温度検出手段により検出された実際の温度との
    偏差を求める第３偏差算出手段と、前記温度制御手段を
    制御する温度調節指令を前記第３偏差算出手段によって
    算出された前記偏差に基づいて算出する第３制御器とを
    備え、 前記ハイドレート生成量の目標値の変化量に基づいて前
    記圧力調節指令および温度調節指令を補正する微分補正
    手段が設けられていることを特徴とするガスハイドレー
    ト生成装置。
11. 【請求項１１】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを
    反応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレー
    ト生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
    るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
    る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
    記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
    生成量との偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプ
    レイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第
    １偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
    算出する第１制御器とを備え、 生成されるハイドレートの温度を制御する温度制御手段
    と、該温度を検出する温度検出手段と、前記温度の目標
    値と前記温度検出手段により検出された実際の温度との
    偏差を求める第３偏差算出手段と、前記温度制御手段を
    制御する温度調節指令を前記第３偏差算出手段によって
    算出された前記偏差に基づいて算出する第３制御器とを
    備え、 前記第３偏差算出手段により算出された偏差に基づいて
    前記第１偏差算出手段の算出結果を補正する信号を生成
    する補正信号算出器が設けられていることを特徴とする
    ガスハイドレート生成装置。
12. 【請求項１２】 請求項８に記載のガスハイドレート生
    成装置において、 生成されるハイドレートの温度を制御する温度制御手段
    と、該温度を検出する温度検出手段と、前記温度の目標
    値と前記温度検出手段により検出された実際の温度との
    偏差を求める第３偏差算出手段と、前記温度制御手段を
    制御する温度調節指令を前記第３偏差算出手段によって
    算出された前記偏差に基づいて算出する第３制御器とを
    備え、 前記第３偏差算出手段により算出された偏差に基づいて
    前記第１偏差算出手段の算出結果を補正する信号を生成
    する補正信号算出器が設けられていることを特徴とする
    ガスハイドレート生成装置。
13. 【請求項１３】 請求項９または１０に記載のガスハイ
    ドレート生成装置において、 前記第３偏差算出手段により算出された偏差に基づいて
    前記第１偏差算出手段の算出結果を補正する信号を生成
    する補正信号算出器が設けられていることを特徴とする
    ガスハイドレート生成装置。
14. 【請求項１４】 反応容器の内部でガスと過冷却水とを
    反応させてガスハイドレートを生成するガスハイドレー
    ト生成装置において、 前記反応容器内に噴霧される過冷却水の噴霧量を制御す
    るスプレイ量制御手段と、ハイドレート生成量を検出す
    る生成量検出手段と、ハイドレート生成量の目標値と前
    記生成量検出手段により検出された実際のハイドレート
    生成量との偏差を求める第１偏差算出手段と、前記スプ
    レイ量制御手段を制御するスプレイ量調節指令を前記第
    １偏差算出手段によって算出された前記偏差に基づいて
    算出する第１制御器とを備え、 前記ハイドレート生成量の目標値を前記過冷却水の温度
    の目標値に変換する目標温度算出手段と、該目標温度算
    出手段の算出結果と前記過冷却水の温度との偏差を求め
    る第４偏差算出手段とを備え、該第４偏差算出手段の算
    出結果に基づいて前記第１偏差算出手段の算出結果を補
    正する第４補正手段が設けられていることを特徴とする
    ガスハイドレート生成装置。
15. 【請求項１５】 請求項８から１３いずれかに記載のガ
    スハイドレート生成装置において、 前記ハイドレート生成量の目標値を前記過冷却水の温度
    の目標値に変換する目標温度算出手段と、該目標温度算
    出手段の算出結果と前記過冷却水の温度との偏差を求め
    る第４偏差算出手段とを備え、該第４偏差算出手段の算
    出結果に基づいて前記第１偏差算出手段の算出結果を補
    正する第４補正手段が設けられていることを特徴とする
    ガスハイドレート生成装置。
16. 【請求項１６】 ガスと過冷却水とを反応させてガスハ
    イドレートを生成するガスハイドレート生成方法におい
    て、 ハイドレート生成量の目標値と、実際のハイドレート生
    成量との偏差に基づいて、前記ガスと反応させる前記過
    冷却水の供給量を制御することを特徴とするガスハイド
    レート生成方法。