JP4526994B2 - ガスハイドレート再ガス化システム - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプを備えたガスハイドレート再ガス化システムに関する。
ガスハイドレートは、水分子のつくるクラスター中にガスが取り込まれた包接水和物である。大気圧では、−２０℃で固体として安定であり、ガスの輸送形態として非常に適している。そして、ガスが必要になった時には、効率よくガスハイドレートを分解しガスを発生させるため、ガスハイドレートを加温・加熱すればよい。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−６８２１２
ガスハイドレート再ガス化システムでは、比較的外気温が高い時期には、外気から温熱を供給してガスを発生させることができるが、冬期など、外気温の低い場合、再ガス化能力が低下する場合がある。逆に、真夏など、外気温が高い場合、急激なガス化が起き、ガスハイドレート貯蔵設備内のガス圧が高くなる恐れがある。
そこで、本発明は、ヒートポンプを用いて、効率よくガスハイドレート再ガス化を行うことができるガスハイドレート再ガス化システムを提供することを目的とする。
本発明にかかるガスハイドレート再ガス化システムは、ヒートポンプを備えたガスハイドレート再ガス化システムであって、ガスハイドレート貯蔵設備と、ガスハイドレート再ガス化設備と、熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、を備え、前記ヒートポンプは、前記ガスハイドレート貯蔵設備と、前記ガスハイドレート再ガス化設備と、前記熱交換器とが並列接続されるように配管され、前記圧縮機と前記膨張弁の２つが、前記ガスハイドレート貯蔵設備と、前記ガスハイドレート再ガス化設備と、前記熱交換器のうちのいずれの２つとも、交互に直列接続されるように配管され、前記３通りの直列接続を弁で切り替えて、該直列接続されているガスハイドレート貯蔵設備またはガスハイドレート再ガス化設備を、それぞれ冷却または加熱できるように配弁されていることを特徴とする。なお、前記ガスハイドレート再ガス化設備が、第２の熱交換器と接続されていてもよい。
前記ガスハイドレートは天然ガスハイドレートであることが好ましい。
本発明によって、ヒートポンプを用いて、効率よくガスハイドレート再ガス化を行うことができるガスハイドレート再ガス化システムを提供することが可能になる。
以下、好ましい実施の形態につき、添付図面を用いて詳細に説明するが、以下は本発明を実現化するための例であって、本発明を以下の実施形態に限定する意図で記載するものではない。
＝＝ガスハイドレート再ガス化システムの構成＝＝
本発明にかかるヒートポンプを備えたガスハイドレート再ガス化システムは、ガスハイドレート貯蔵設備１２、ガスハイドレート再ガス化設備１４、熱交換器１６、圧縮機１８、膨張弁２０等を備える。ヒートポンプは、ガスハイドレート貯蔵設備１２とガスハイドレート再ガス化設備１４と熱交換器１６とが並列接続されるように配管され、圧縮機１８と膨張弁２０の２つが、（１）ガスハイドレート貯蔵設備１２と熱交換器１６（２）ガスハイドレート再ガス化設備１４と熱交換器１６（３）ガスハイドレート貯蔵設備１２とガスハイドレート再ガス化設備１４のそれぞれに対し、交互に直列接続されるように配管されている。また、ガスハイドレート貯蔵設備１２からガスハイドレート再ガス化設備１４へ、貯蔵ガス用パイプが接続されており（図示せず）、ガスハイドレート貯蔵設備１２中のガスハイドレートはガスハイドレート再ガス化設備１４内でガス化され、生じたガスを利用できるように構成されている。
本発明にかかるヒートポンプを備えたガスハイドレート再ガス化システムは、ガスハイドレート貯蔵設備１２、ガスハイドレート再ガス化設備１４、熱交換器１６、圧縮機１８、膨張弁２０等を備える。ヒートポンプは、ガスハイドレート貯蔵設備１２とガスハイドレート再ガス化設備１４と熱交換器１６とが並列接続されるように配管され、圧縮機１８と膨張弁２０の２つが、（１）ガスハイドレート貯蔵設備１２と熱交換器１６（２）ガスハイドレート再ガス化設備１４と熱交換器１６（３）ガスハイドレート貯蔵設備１２とガスハイドレート再ガス化設備１４のそれぞれに対し、交互に直列接続されるように配管されている。また、ガスハイドレート貯蔵設備１２からガスハイドレート再ガス化設備１４へ、貯蔵ガス用パイプが接続されており（図示せず）、ガスハイドレート貯蔵設備１２中のガスハイドレートはガスハイドレート再ガス化設備１４内でガス化され、生じたガスを利用できるように構成されている。
図１及び２に配管例を挙げるが、配管の仕方については、この例に限らず、上述した接続条件を満たすものであればよい。例えば、図１及び図２では、圧縮機１８側と膨張弁２０側で左右対称の構成となっているが、圧縮機１８側が図１の構成で膨張弁２０側が図２の構成というように、左右非対称の構成を取っていてもよい。また、ガスハイドレート貯蔵設備１２とガスハイドレート再ガス化設備１４と熱交換器１６とが並列接続されているので、それらの配管構成上の位置は、相互に交換可能である。
また、ヒートポンプを構成する圧縮機１８及び膨張弁２０の数は、それぞれ１つであっても複数であっても構わないが、システムの単純化という意味で、それぞれ１つずつであることが好ましい。
＝＝ヒートポンプの切り替え＝＝
以上のように接続したガスハイドレート再ガス化システムにおいて、弁２２を用いて配管を切り替えることにより、ガスハイドレート再ガス化設備を冷却したり、ガスハイドレート再ガス化設備を加熱したり、両方を同時に行ったりすることができるように配弁する。
以上のように接続したガスハイドレート再ガス化システムにおいて、弁２２を用いて配管を切り替えることにより、ガスハイドレート再ガス化設備を冷却したり、ガスハイドレート再ガス化設備を加熱したり、両方を同時に行ったりすることができるように配弁する。
この弁２２の切り替えは、手動で行ってもよいが、コンピュータで自動制御させるのが好ましい。また、外気などの条件によって、自動的に切り替わるようにしても構わない。
図１及び図２に配弁例を挙げるが、配弁の仕方については、この例に限らず、上述の切り替えができるものであればよく、その数も限定されない。また、弁の種類は、電磁弁や三方弁が好ましいが、それに限らない。
＝＝ヒートポンプの利用方法＝＝
各図Ａに示されているように弁２２を切り替えた場合（実施形態Ａ）、ヒートポンプ管２４中の冷媒は、｛ガスハイドレート貯蔵設備１２−圧縮機１８−熱交換器１６−膨張弁２０−ガスハイドレート貯蔵設備１２−・・・｝という順序で循環する。即ち、圧縮機１８から吐出された高温高圧の冷媒は、熱交換器１６で排熱して温度が低下し、膨張弁２０で減圧されて低温低圧の冷媒となり、ガスハイドレート貯蔵設備１２を冷却して熱を得て、再び圧縮機１８に入る。
各図Ａに示されているように弁２２を切り替えた場合（実施形態Ａ）、ヒートポンプ管２４中の冷媒は、｛ガスハイドレート貯蔵設備１２−圧縮機１８−熱交換器１６−膨張弁２０−ガスハイドレート貯蔵設備１２−・・・｝という順序で循環する。即ち、圧縮機１８から吐出された高温高圧の冷媒は、熱交換器１６で排熱して温度が低下し、膨張弁２０で減圧されて低温低圧の冷媒となり、ガスハイドレート貯蔵設備１２を冷却して熱を得て、再び圧縮機１８に入る。
各図Ｂに示されているように弁２２を切り替えた場合（実施形態Ｂ）、ヒートポンプ管２４中の冷媒は、｛ガスハイドレート再ガス化設備１４−膨張弁２０−熱交換器１６−圧縮機１８−ガスハイドレート再ガス化設備１４−・・・｝という順序で循環する。即ち、圧縮機１８から吐出された高温高圧の冷媒は、ガスハイドレート再ガス化設備１２を加熱して熱を失い、膨張弁２０で減圧されて低温低圧の冷媒となり、熱交換器１６で加熱されて熱を得て、再び圧縮機１８に入る。
各図Ｃに示されているように弁２２を切り替えた場合（実施形態Ｃ）、ヒートポンプ管２４中の冷媒は、｛ガスハイドレート再ガス化設備１４−膨張弁２０−ガスハイドレート貯蔵設備１２−圧縮機１８−ガスハイドレート再ガス化設備１４−・・・｝という順序で循環する。即ち、圧縮機１８から吐出された高温高圧の冷媒は、ガスハイドレート再ガス化設備１４を加熱して熱を失い、膨張弁２０で減圧されて低温低圧の冷媒となり、ガスハイドレート貯蔵設備１２を冷却して熱を得て、再び圧縮機１８に入る。
＝＝ガスハイドレート再ガス化システムの利用方法＝＝
ガスを天然ガスにすることによって、天然ガスハイドレートの形態で天然ガスエネルギーを容易に貯蔵・運搬することができる。天然ガスを使用する時は、ガスハイドレート再ガス化設備で天然ガスハイドレートをガス化すればよい。
ガスを天然ガスにすることによって、天然ガスハイドレートの形態で天然ガスエネルギーを容易に貯蔵・運搬することができる。天然ガスを使用する時は、ガスハイドレート再ガス化設備で天然ガスハイドレートをガス化すればよい。
外気温度が高い夏季や、長期間ガス消費がない場合、天然ガスハイドレート貯蔵設備の温度が上昇したり、圧力が上昇したりすることが考えられる。そのような場合、実施形態Ａで示したように弁を切り替え、ヒートポンプにより天然ガスハイドレート貯蔵設備を冷却することにより、天然ガスハイドレート貯蔵設備の温度や圧力を低下させることができる。この場合、熱交換器からの排熱を、例えば、給湯などに利用することが可能である。
外気温度が低い冬季などには、通常外気で天然ガスハイドレートを再ガス化する天然ガスハイドレート再ガス化設備での再ガス化の効率が低下する。そのような場合、実施形態Ｂで示したように弁を切り替え、ヒートポンプにより天然ガスハイドレート再ガス化設備を加熱することにより、再ガス化の効率を上げることができる。この場合、熱交換器で放出される冷熱は、例えば、スキー場の人工降雪機の冷熱源などに利用することが可能である。
また、熱交換器などから放出される熱あるいは冷熱が必要とされないような場合、実施形態Ｃで示したように弁を切り替え、ヒートポンプにより天然ガスハイドレート貯蔵設備を冷却しながら天然ガスハイドレート再ガス化設備を加熱することもできる。
以上をまとめると、例えば、外気温度との関係で、表１のようなパターンで、弁を切り替えることも可能である。
１２ ガスハイドレート貯蔵設備
１４ ガスハイドレート再ガス化設備
１６ 熱交換器
１８ 圧縮機
２０ 膨張弁
２２ 弁
２４ ヒートポンプ管
１４ ガスハイドレート再ガス化設備
１６ 熱交換器
１８ 圧縮機
２０ 膨張弁
２２ 弁
２４ ヒートポンプ管
Claims (3)
- ヒートポンプを備えたガスハイドレート再ガス化システムであって、
ガスハイドレート貯蔵設備と、ガスハイドレート再ガス化設備と、熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、を備え、
前記ヒートポンプは、
前記ガスハイドレート貯蔵設備と、前記ガスハイドレート再ガス化設備と、前記熱交換器とが並列接続されるように配管され、
前記圧縮機と前記膨張弁の２つが、前記ガスハイドレート貯蔵設備と、前記ガスハイドレート再ガス化設備と、前記熱交換器のうちのいずれの２つとも、交互に直列接続されるように配管され、
前記３通りの直列接続を弁で切り替えて、該直列接続されているガスハイドレート貯蔵設備またはガスハイドレート再ガス化設備を、それぞれ冷却または加熱できるように配弁されていることを特徴とするガスハイドレート再ガス化システム。 - 前記ガスハイドレート再ガス化設備が、第２の熱交換器と接続されていることを特徴とする請求項１に記載のガスハイドレート再ガス化システム。
- 前記ガスハイドレートが天然ガスハイドレートであることを特徴とする請求項１または２に記載のガスハイドレート再ガス化システム。
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| JP2006282865A JP2006282865A (ja) | 2006-10-19 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0711320B2 (ja) * | 1992-03-03 | 1995-02-08 | 大阪瓦斯株式会社 | 液化天然ガス貯蔵システム |
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| JP2006284099A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 冷熱供給システム |
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