JP7038885B1 - 二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却システム、冷却方法、およびその冷却システムを備える液化二酸化炭素貯蔵タンク、その液化二酸化炭素貯蔵タンクを備える船舶 - Google Patents
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Abstract
【課題】二酸化炭素を大気中に放出させずに二酸化炭素を貯蔵することが可能な、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却システムを提供する。【解決手段】冷却システム１は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５から送られる、二酸化炭素ガスの温度よりも低温の一次冷媒Ｒ１を収容する一次冷媒タンク１１と、一次冷媒Ｒ１によって冷却される二酸化炭素ガスが移動する熱交換通路部１２と、一次冷媒Ｒ１を冷却するための二次冷媒Ｒ２が移動する二次冷媒通路部１３と、を有する冷却装置１０と、一次冷媒Ｒ１よりも低温の二次冷媒Ｒ２を貯留する二次冷媒タンク２１と、二次冷媒タンク２１から二次冷媒Ｒ２を二次冷媒通路部１３へ導入する二次冷媒導入部２２と、二次冷媒通路部１３と接続され二次冷媒Ｒ２を導出する二次冷媒排出部２３を備える。【選択図】図１Ａ
Description
本発明は、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却システム、冷却方法、およびその冷却システムを備える液化二酸化炭素貯蔵タンク、その液化二酸化炭素貯蔵タンクを備える船舶（タンカー）に関する。
近年、気候変動問題に対処するために、代表的な温室効果ガスである二酸化炭素を回収し、枯渇した油田やガス田等まで輸送して貯留することで、大気中の二酸化炭素濃度を低減させる試みがある。このため、大規模輸送のために液化二酸化炭素輸送船の利用が考えられている。
特許文献１は、二酸化炭素の貯蔵タンクから放出される二酸化炭素ガスを、冷媒を使用して冷却し、回収することを開示している。
特許文献２は、液化二酸化炭素貯蔵タンクから放出された二酸化炭素ガスを回収し、冷却ユニットで液化して、液化二酸化炭素貯蔵タンクに戻すことを開示している。
特許文献３は、液化天然ガス輸送船における天然ガスを圧縮機で圧縮し、冷却して液化し液化天然ガスタンクに戻すことを開示している。
特許文献２は、液化二酸化炭素貯蔵タンクから放出された二酸化炭素ガスを回収し、冷却ユニットで液化して、液化二酸化炭素貯蔵タンクに戻すことを開示している。
特許文献３は、液化天然ガス輸送船における天然ガスを圧縮機で圧縮し、冷却して液化し液化天然ガスタンクに戻すことを開示している。
気候変動問題対策の観点から、二酸化炭素がその貯蔵タンクから大気中へ放出されないようにすることが望ましい。しかし、環境からの貯蔵タンクへの入熱を完全になくすことはできないため、その入熱と相殺するように貯蔵タンク中の二酸化炭素を冷却したい。さらに、その冷却することで生じる新たな二酸化炭素の排出も抑制したい。そのため、その冷却に必要なエネルギーとしては、再生可能エネルギーの使用が好ましい。しかしながら、そのようなエネルギー源へのアクセスは、常に容易とは限らない。例えば、船舶によって二酸化炭素を輸送する場合、再生可能エネルギー供給網への接続が困難である。したがって、例えば、特許文献２、３の方法のように二酸化炭素を冷却、あるいは圧縮して液化する場合、船舶に再生可能エネルギー電源によって充電された蓄電池やカーボンニュートラルな燃料を常設させて使用する必要がでてくる。一方、いずれも非常に高コストである。
また、特許文献１の方法を参考にすれば、大量の冷媒を船舶に積載することによって二酸化炭素を冷却することも可能となろう。しかしながら、大量の冷媒の積載は高コストであると同時に、二酸化炭素の冷却に見合う冷媒自体が温室効果を持つ、またはオゾン層破壊の可能性もあり、気候変動問題解決の手段にはなりえない。
本発明の目的は、二酸化炭素を大気中に放出させずに二酸化炭素を貯蔵することが可能な、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却システム、冷却方法、およびその冷却システムを備える液化二酸化炭素貯蔵タンク、その液化二酸化炭素貯蔵タンクを備える船舶を提供することにある。
また、貯蔵タンク内を低圧化で、液化二酸化炭素（「液化炭酸ガス」ともいう。）の固化（「ドライアイス」、「固形炭酸」ともいう。）を抑制しつつ、液化二酸化炭素を保持貯蔵可能な貯蔵方法を提供する。
また、貯蔵タンク内を低圧化で、液化二酸化炭素（「液化炭酸ガス」ともいう。）の固化（「ドライアイス」、「固形炭酸」ともいう。）を抑制しつつ、液化二酸化炭素を保持貯蔵可能な貯蔵方法を提供する。
（冷却システム）
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却システム（１）は、
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から（直接または間接に）送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の温度よりも低温の一次冷媒（Ｒ１）を収容する一次冷媒タンク（１１）と、当該一次冷媒（Ｒ１）によって冷却される当該二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が移動する熱交換通路部（１２）と、当該一次冷媒（Ｒ１）を冷却するための二次冷媒（Ｒ２）が移動する二次冷媒通路部（１３）と、を有する冷却装置（１０）と、
前記一次冷媒（Ｒ１）を冷却するための二次冷媒（Ｒ２）を貯留する二次冷媒タンク（２１）と、
前記二次冷媒タンク（２１）から前記二次冷媒（Ｒ２）を前記二次冷媒通路部（１３）へ導入する二次冷媒導入部（２２）と、
前記二次冷媒通路部（１３）と接続され前記二次冷媒（Ｒ２）を導出する二次冷媒排出部（２３）と、
を備える。
前記一次冷媒タンク（１１）は前記一次冷媒（Ｒ１）を収容し、かつ前記二次冷媒通路部（１３）および前記熱交換通路部（１２）が当該一次冷媒タンク（１１）内を通過するまたは接触することで、熱交換通路部（１２）を移動する二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が一次冷媒（Ｒ１）によって冷却される構成であってもよい。
前記冷却システム（１）は、
一次冷媒タンク（１１ａ）から送られる一次冷媒（Ｒ１）が移動する一次冷媒通路部（１１ｄ）と、
一次冷媒通路部（１１ｄ）が通過し、かつ二次冷媒通路部（１３）が通過することで、二次冷媒（Ｒ２）で一次冷媒（Ｒ１）を冷却する第一熱交換器（１１ｂ）と、
第一熱交換器（１１ｂ）を通過した一次冷媒通路部（１１ｄ）が通過し、かつ熱交換通路部（１２）が通過することで、一次冷媒（Ｒ１）で二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を冷却する第二熱交換器（１１ｃ）と、を備えていてもよい。
前記熱交交換通路部（１２）は、一次冷媒との熱交換手段に導入されてもよく、例えば、上記の一次冷媒タンク（１１）や、第二熱交換器（１１ｃ）に導入されてもよい。
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却システム（１）は、
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から（直接または間接に）送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の温度よりも低温の一次冷媒（Ｒ１）を収容する一次冷媒タンク（１１）と、当該一次冷媒（Ｒ１）によって冷却される当該二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が移動する熱交換通路部（１２）と、当該一次冷媒（Ｒ１）を冷却するための二次冷媒（Ｒ２）が移動する二次冷媒通路部（１３）と、を有する冷却装置（１０）と、
前記一次冷媒（Ｒ１）を冷却するための二次冷媒（Ｒ２）を貯留する二次冷媒タンク（２１）と、
前記二次冷媒タンク（２１）から前記二次冷媒（Ｒ２）を前記二次冷媒通路部（１３）へ導入する二次冷媒導入部（２２）と、
前記二次冷媒通路部（１３）と接続され前記二次冷媒（Ｒ２）を導出する二次冷媒排出部（２３）と、
を備える。
前記一次冷媒タンク（１１）は前記一次冷媒（Ｒ１）を収容し、かつ前記二次冷媒通路部（１３）および前記熱交換通路部（１２）が当該一次冷媒タンク（１１）内を通過するまたは接触することで、熱交換通路部（１２）を移動する二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が一次冷媒（Ｒ１）によって冷却される構成であってもよい。
前記冷却システム（１）は、
一次冷媒タンク（１１ａ）から送られる一次冷媒（Ｒ１）が移動する一次冷媒通路部（１１ｄ）と、
一次冷媒通路部（１１ｄ）が通過し、かつ二次冷媒通路部（１３）が通過することで、二次冷媒（Ｒ２）で一次冷媒（Ｒ１）を冷却する第一熱交換器（１１ｂ）と、
第一熱交換器（１１ｂ）を通過した一次冷媒通路部（１１ｄ）が通過し、かつ熱交換通路部（１２）が通過することで、一次冷媒（Ｒ１）で二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を冷却する第二熱交換器（１１ｃ）と、を備えていてもよい。
前記熱交交換通路部（１２）は、一次冷媒との熱交換手段に導入されてもよく、例えば、上記の一次冷媒タンク（１１）や、第二熱交換器（１１ｃ）に導入されてもよい。
前記一次冷媒（Ｒ１）は、その温度が二酸化炭素の固化点（固化する温度）よりも高いことが好ましい。一次冷媒（Ｒ１）による冷却によって、二酸化炭素が三重点（圧力０．５４ＭＰａＡ、温度－５６．６℃）と臨界点（圧力７．６８ＭＰａＡ、温度＋３１．１℃）の範囲となり液体の状態を維持することが好ましい。
前記一次冷媒（Ｒ１）は、例えば、プロパン、エタン、エチレン、フッ化炭化水素などの炭化水素化合物、アンモニア、水の１種または２種以上の混合物でもよい。
前記一次冷媒（Ｒ１）は、例えば、プロパン、エタン、エチレン、フッ化炭化水素などの炭化水素化合物、アンモニア、水の１種または２種以上の混合物でもよい。
前記二次冷媒（Ｒ２）は、大気圧下における沸点が、二酸化炭素の三重点温度（－５６．６℃）よりも低い（あるいは以下である）ことが好ましい。二次冷媒（Ｒ２）として使用する液化ガスは、二酸化炭素の沸点より低い温度に沸点があることが好ましい。これにより、その蒸発潜熱を利用して一次冷媒（Ｒ１）を冷却し、その一次冷媒で二酸化炭素を冷却でき、単位重量当たりの利用可能冷熱を大きくすることができ、冷媒の積載量を低減させることができる。さらに、二次冷媒（Ｒ２）を直接に二酸化炭素の冷却に使用する場合には、過冷却となり二酸化炭素を固化させる危険性があるが、一次冷媒（Ｒ１）を使用してその組成や温度といった変数を調整することができる。これによって、二酸化炭素の固化の危険性を回避することができる。
前記二次冷媒（Ｒ２）は、再生可能エネルギーで液化された物質が好ましい。これにより、二酸化炭素の冷却に係る温室効果ガス排出を無くすことが可能になる。
前記二次冷媒（Ｒ２）は、前記一次冷媒（Ｒ１）を冷却する際に、一次冷媒（Ｒ１）よりも低温であることが好ましい。
前記二次冷媒（Ｒ２）は、例えば、窒素、空気、酸素、アルゴン等の１種または２種以上の混合物でもよい。これらのガスは、寒冷を放出した後に大気放出されたとしても、大気より採取されたガスであるので、温室効果をもたらさない。
前記二次冷媒（Ｒ２）は、例えば、水素、メタン、天然ガスであってもよい。これらのガスは、液化ガス燃料として船舶に積載されており、気化された後にエンジン、または燃料電池等で消費され、船舶駆動用の動力や電力が得られる。この気化の際に放出される寒冷を冷却装置における二酸化炭素の冷却（つまり、一次冷媒の冷却）に利用すれば、燃料の液化ガス燃料タンクを二次冷媒タンクとして兼用することもでき、全体的に低コストでの運用が可能になる。
前記二次冷媒（Ｒ２）は、再生可能エネルギーで液化された物質が好ましい。これにより、二酸化炭素の冷却に係る温室効果ガス排出を無くすことが可能になる。
前記二次冷媒（Ｒ２）は、前記一次冷媒（Ｒ１）を冷却する際に、一次冷媒（Ｒ１）よりも低温であることが好ましい。
前記二次冷媒（Ｒ２）は、例えば、窒素、空気、酸素、アルゴン等の１種または２種以上の混合物でもよい。これらのガスは、寒冷を放出した後に大気放出されたとしても、大気より採取されたガスであるので、温室効果をもたらさない。
前記二次冷媒（Ｒ２）は、例えば、水素、メタン、天然ガスであってもよい。これらのガスは、液化ガス燃料として船舶に積載されており、気化された後にエンジン、または燃料電池等で消費され、船舶駆動用の動力や電力が得られる。この気化の際に放出される寒冷を冷却装置における二酸化炭素の冷却（つまり、一次冷媒の冷却）に利用すれば、燃料の液化ガス燃料タンクを二次冷媒タンクとして兼用することもでき、全体的に低コストでの運用が可能になる。
前記冷却システム（１）は、
前記熱交換通路部（１２）の入口側と接続され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から（直接または間接に）送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を導入する導入部（３１）と、
前記熱交換通路部（１２）の出口側と接続され、冷却済み二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が導出され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ返送する返送部（３２）と、
を備えていてもよい。
導入部（３１）および／または返送部（３２）に、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁（手動または自動を問わない）、温度センサー、流量センサー、圧力センサーなどが設けられていてもよい。
前記導入部（３１）は、液化二酸化炭素を前記冷却装置（１０）へ送るための液送ポンプが設けられていてもよい。前記導入部（３１）は、前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の液面よりも下に配置される液送ポンプ（３５）に接続されていてもよい。液送ポンプ（３５）は、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）に設置されている液化二酸化炭素を排出する排出ポンプと兼用していてもよい。
前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から前記一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ）までの経路上または前記導入部（３１）に、前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から送られる二酸化炭素ガスを圧縮または加圧する圧縮手段または加圧手段（圧縮機または加圧器）が設けられていてもよい。二酸化炭素ガスの圧力を上昇させることで、液化を促進させることができる。
前記返送部（３２）は、その先端出口部が、前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の液面よりも上、または下まで延設されていてもよい。
返送部（３２）に、例えば、スプレーノズルが設けられていてもよい。スプレーノズルが気相および／または液相へ冷却された液化二酸化炭素および／または冷却された二酸化炭素ガスを噴霧する構成であってもよい。
前記返送部（３２）は、例えば、気体および／または液体を吸引するための吸引ポンプ、液送ポンプ、真空ポンプなどが備えられていてもよい。
前記熱交換通路部（１２）の入口側と接続され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から（直接または間接に）送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を導入する導入部（３１）と、
前記熱交換通路部（１２）の出口側と接続され、冷却済み二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が導出され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ返送する返送部（３２）と、
を備えていてもよい。
導入部（３１）および／または返送部（３２）に、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁（手動または自動を問わない）、温度センサー、流量センサー、圧力センサーなどが設けられていてもよい。
前記導入部（３１）は、液化二酸化炭素を前記冷却装置（１０）へ送るための液送ポンプが設けられていてもよい。前記導入部（３１）は、前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の液面よりも下に配置される液送ポンプ（３５）に接続されていてもよい。液送ポンプ（３５）は、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）に設置されている液化二酸化炭素を排出する排出ポンプと兼用していてもよい。
前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から前記一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ）までの経路上または前記導入部（３１）に、前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から送られる二酸化炭素ガスを圧縮または加圧する圧縮手段または加圧手段（圧縮機または加圧器）が設けられていてもよい。二酸化炭素ガスの圧力を上昇させることで、液化を促進させることができる。
前記返送部（３２）は、その先端出口部が、前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の液面よりも上、または下まで延設されていてもよい。
返送部（３２）に、例えば、スプレーノズルが設けられていてもよい。スプレーノズルが気相および／または液相へ冷却された液化二酸化炭素および／または冷却された二酸化炭素ガスを噴霧する構成であってもよい。
前記返送部（３２）は、例えば、気体および／または液体を吸引するための吸引ポンプ、液送ポンプ、真空ポンプなどが備えられていてもよい。
一次冷媒通路部（１１ｄ）は、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁（手動または自動を問わない）、温度センサー、流量センサー、圧力センサーなどが設けられていてもよい。
一次冷媒通路部（１１ｄ）および／または一次冷媒タンク（１１ａ）は、一次冷媒（Ｒ１）を、一次冷媒タンク（１１ａ）から第一熱交換器（１１ｂ）、第二熱交換器（１１ｃ）を介して一次冷媒タンク（１１ａ）へと循環するための循環ポンプ（１１ｅ）（例えば、液送ポンプ）が設けられていてもよい。
一次冷媒通路部（１１ｄ）および／または一次冷媒タンク（１１ａ）は、一次冷媒（Ｒ１）を、一次冷媒タンク（１１ａ）から第一熱交換器（１１ｂ）、第二熱交換器（１１ｃ）を介して一次冷媒タンク（１１ａ）へと循環するための循環ポンプ（１１ｅ）（例えば、液送ポンプ）が設けられていてもよい。
前記一次冷媒タンク（１１）は、その内部が大気圧よりも低い負圧状態であってもよい。負圧状態にすることで、二酸化炭素が過冷却になる恐れがある場合に、高価な圧縮機等の加圧装置を使用せずに、一次冷媒タンク（１１）に大気を引き込んで加圧することによって、一次冷媒（Ｒ１）の温度を上昇させることができる。その結果、二酸化炭素と一次冷媒（Ｒ１）との間の熱交換を抑制し、二酸化炭素の過冷却や固化を避けることが可能となる。
前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）は、その内部圧力が、例えば、７ＭＰａ未満であること、５ＭＰａ未満であること、４ＭＰａ未満であること、２ＭＰａ未満であってもよい。
前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）は、その内部圧力が、例えば、７ＭＰａ未満であること、５ＭＰａ未満であること、４ＭＰａ未満であること、２ＭＰａ未満であってもよい。
前記冷却システム（１）は、
前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の内部圧力（気相空間の圧力）を測定する圧力測定部（５３）と、
前記圧力測定部（５３）で測定された内部圧力がタンク内圧力設定値（設定値は幅のある数値範囲を含む）を超えた場合に、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を前記熱交換手段（前記一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ前記導入部（３１）を通じて（例えば、弁を開ける、液送ポンプ（３５）を駆動するなどして）、送るように制御する導入制御部（５５）と、を備えていてもよい。
前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の内部圧力（気相空間の圧力）を測定する圧力測定部（５３）と、
前記圧力測定部（５３）で測定された内部圧力がタンク内圧力設定値（設定値は幅のある数値範囲を含む）を超えた場合に、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を前記熱交換手段（前記一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ前記導入部（３１）を通じて（例えば、弁を開ける、液送ポンプ（３５）を駆動するなどして）、送るように制御する導入制御部（５５）と、を備えていてもよい。
前記冷却システム（１）は、
前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の内部温度（例えば、気相の温度、液相の温度）を測定する温度測定部と、
前記導入制御部（５５）は、前記温度測定部で測定された内部温度がタンク内温度設定値（気相の温度および／または液相の温度の設定値は幅のある数値範囲を含む）を超えた場合に、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を前記熱交換手段（前記一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ前記導入部（３１）を通じて送るように制御してもよい。
前記温度測定部は、複数の温度測定手段を有し、前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）内に、その高さ方向で所定の間隔に配置されていてもよい。
前記導入制御部（５５）は、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の内部温度（液相、気相）および／または内部圧力（液相、気相）の状態に対応して制御してもよい。
導入制御部（５５）は、測定された内部温度（液相の温度）がタンク内温度設定値（第三閾値）を超えた場合に、液化二酸化炭素を前記熱交換手段（一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ送るように制御してもよい。
導入制御部（５５）は、測定された内部温度（気相の温度）がタンク内温度設定値（第四閾値（第三閾値より大きい））を超えた場合に、二酸化炭素ガスを前記熱交換手段（一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ送るように制御してもよい。
前記導入制御部（５５）は、導入部（３１）および／または返送部（３２）に設置されている、例えば、仕切り弁、自動開閉弁（５５１）、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーや、液送ポンプ（３５）などを制御してもよい。
タンク内圧力設定値（気相）は、例えば、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の仕様において設定されている内圧よりも１０％以上、２０％以上の値であってもよい。
タンク内温度設定値（液相、気相）は、例えば、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の仕様、液化二酸化炭素の状態に応じて設定されている温度よりも１０％以上、２０％以上の値であってもよい。
前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の内部温度（例えば、気相の温度、液相の温度）を測定する温度測定部と、
前記導入制御部（５５）は、前記温度測定部で測定された内部温度がタンク内温度設定値（気相の温度および／または液相の温度の設定値は幅のある数値範囲を含む）を超えた場合に、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を前記熱交換手段（前記一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ前記導入部（３１）を通じて送るように制御してもよい。
前記温度測定部は、複数の温度測定手段を有し、前記液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）内に、その高さ方向で所定の間隔に配置されていてもよい。
前記導入制御部（５５）は、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の内部温度（液相、気相）および／または内部圧力（液相、気相）の状態に対応して制御してもよい。
導入制御部（５５）は、測定された内部温度（液相の温度）がタンク内温度設定値（第三閾値）を超えた場合に、液化二酸化炭素を前記熱交換手段（一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ送るように制御してもよい。
導入制御部（５５）は、測定された内部温度（気相の温度）がタンク内温度設定値（第四閾値（第三閾値より大きい））を超えた場合に、二酸化炭素ガスを前記熱交換手段（一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ送るように制御してもよい。
前記導入制御部（５５）は、導入部（３１）および／または返送部（３２）に設置されている、例えば、仕切り弁、自動開閉弁（５５１）、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーや、液送ポンプ（３５）などを制御してもよい。
タンク内圧力設定値（気相）は、例えば、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の仕様において設定されている内圧よりも１０％以上、２０％以上の値であってもよい。
タンク内温度設定値（液相、気相）は、例えば、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の仕様、液化二酸化炭素の状態に応じて設定されている温度よりも１０％以上、２０％以上の値であってもよい。
前記冷却システム（１）は、
前記一次冷媒タンク（１１、１１ａ）または一次冷媒通路部（１１ｄ）内の一次冷媒（Ｒ１）の温度を測定する少なくとも１つの温度測定部（１８）と、
前記温度測定部（１８）で測定された一次冷媒の温度（複数個所で測定された２以上の温度の平均値、複数個所で測定された各温度、最大値、最小値の内のいずれか１つ以上）が、任意の圧力（予め設定された閾値またはタンク内圧力設定値以下の値が好ましい。）における二酸化炭素の固化点（固化する温度）より低い温度にならないように（固化点より高くなるように）、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御する二次冷媒流量制御部（２３１）と、を備えていてもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、例えば、二次冷媒タンク（２１）内、二次冷媒導入部（２２）および／または二次冷媒排出部（２３）に設けられる液送ポンプを制御して二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよく、二次冷媒通路部（１３）、二次冷媒導入部（２２）および／または二次冷媒排出部（２３）などの経路上の任意の場所に設けられるマスフローメータおよびその連動弁、マスフローコントローラ、流量制御弁などを制御して二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
前記二次冷媒排出部（２３）は、その遠位端に二次冷媒を大気へ放出する放出口を備えていてもよい。
前記一次冷媒タンク（１１、１１ａ）または一次冷媒通路部（１１ｄ）内の一次冷媒（Ｒ１）の温度を測定する少なくとも１つの温度測定部（１８）と、
前記温度測定部（１８）で測定された一次冷媒の温度（複数個所で測定された２以上の温度の平均値、複数個所で測定された各温度、最大値、最小値の内のいずれか１つ以上）が、任意の圧力（予め設定された閾値またはタンク内圧力設定値以下の値が好ましい。）における二酸化炭素の固化点（固化する温度）より低い温度にならないように（固化点より高くなるように）、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御する二次冷媒流量制御部（２３１）と、を備えていてもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、例えば、二次冷媒タンク（２１）内、二次冷媒導入部（２２）および／または二次冷媒排出部（２３）に設けられる液送ポンプを制御して二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよく、二次冷媒通路部（１３）、二次冷媒導入部（２２）および／または二次冷媒排出部（２３）などの経路上の任意の場所に設けられるマスフローメータおよびその連動弁、マスフローコントローラ、流量制御弁などを制御して二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
前記二次冷媒排出部（２３）は、その遠位端に二次冷媒を大気へ放出する放出口を備えていてもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、前記導入部（３１）および前記返送部（３２）との間の差圧から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
前記差圧は、導入部（３１）および返送部（３２）のそれぞれに設けられている圧力測定手段（例えば、圧力計）の測定から演算されてもよく、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の気相の圧力を導入部（３１）の圧力とみなしてもよい。
前記差圧は、導入部（３１）および返送部（３２）のそれぞれに設けられている圧力測定手段（例えば、圧力計）の測定から演算されてもよく、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の気相の圧力を導入部（３１）の圧力とみなしてもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、前記導入部（３１）および／または前記返送部（３２）を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量（例えば、温度、熱量、圧力）から、二酸化炭素の状態（例えば、固体、液体、気体、気液混合状態、液固混合状態など）を判断し、その判断結果に応じて、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
前記物理量（例えば、温度、熱量、圧力）は、前記導入部（３１）および前記返送部（３２）のそれぞれに設けられている各測定手段（例えば、温度センサー、熱量測定手段、圧力センサーなど）の測定値から得られてもよい。
また、上記の一次冷媒温度、差圧、物理量に基づいて制御する前記二次冷媒流量制御部（２３１）とは異なる流量制御部が、前記二次冷媒流量制御部（２３１）と同様の制御をしてもよい。
前記物理量（例えば、温度、熱量、圧力）は、前記導入部（３１）および前記返送部（３２）のそれぞれに設けられている各測定手段（例えば、温度センサー、熱量測定手段、圧力センサーなど）の測定値から得られてもよい。
また、上記の一次冷媒温度、差圧、物理量に基づいて制御する前記二次冷媒流量制御部（２３１）とは異なる流量制御部が、前記二次冷媒流量制御部（２３１）と同様の制御をしてもよい。
前記熱交換通路部（１２）は、二酸化炭素ガスを移動する第一熱交換通路部（６１２）、および／または、液化二酸化炭素を移動する第二熱交換通路部（７１２）を有し、
前記第一熱交換通路部（６１２）の入口側と接続され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から（直接または間接に）送られる、二酸化炭素ガスを導入する第一導入部（６３１）と、前記第一熱交換通路部（６１２）の出口側と接続され、冷却済み二酸化炭素ガス（液化した状態も含む）が導出され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ返送する第一返送部（６３２）と、および／または、
前記第二熱交換通路部（７１２）の入口側と接続され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から（直接または間接に）送られる、液化二酸化炭素を導入する第二導入部（７３１）と、前記第二熱交換通路部（７１２）の出口側と接続され、冷却済み液化二酸化炭素が導出され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ返送する第二返送部（７３２）と、
を備えていてもよい。
前記導入制御部（５５）は、第一導入部（６３１）および／または第一返送部（６３２）に設置されている、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーや、液送ポンプ（３５）などを制御してもよい。
前記導入制御部（５５）は、第二導入部（７３１）および／または第一返送部（７３２）に設置されている、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーや、液送ポンプ（３５）などを制御してもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、第一導入部（６３１）および第一返送部（６３２）との間の差圧、および／または第二導入部（７３１）および第二返送部（７３２）との間の差圧から、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、第一導入部（６３１）および／または第一返送部（６３２）を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量（例えば、温度、熱量、圧力）から、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、第二導入部（７３１）および／または第二返送部（７３２）を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量（例えば、温度、熱量、圧力）から、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
前記第一熱交換通路部（６１２）の入口側と接続され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から（直接または間接に）送られる、二酸化炭素ガスを導入する第一導入部（６３１）と、前記第一熱交換通路部（６１２）の出口側と接続され、冷却済み二酸化炭素ガス（液化した状態も含む）が導出され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ返送する第一返送部（６３２）と、および／または、
前記第二熱交換通路部（７１２）の入口側と接続され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から（直接または間接に）送られる、液化二酸化炭素を導入する第二導入部（７３１）と、前記第二熱交換通路部（７１２）の出口側と接続され、冷却済み液化二酸化炭素が導出され、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ返送する第二返送部（７３２）と、
を備えていてもよい。
前記導入制御部（５５）は、第一導入部（６３１）および／または第一返送部（６３２）に設置されている、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーや、液送ポンプ（３５）などを制御してもよい。
前記導入制御部（５５）は、第二導入部（７３１）および／または第一返送部（７３２）に設置されている、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーや、液送ポンプ（３５）などを制御してもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、第一導入部（６３１）および第一返送部（６３２）との間の差圧、および／または第二導入部（７３１）および第二返送部（７３２）との間の差圧から、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、第一導入部（６３１）および／または第一返送部（６３２）を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量（例えば、温度、熱量、圧力）から、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
前記二次冷媒流量制御部（２３１）は、第二導入部（７３１）および／または第二返送部（７３２）を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量（例えば、温度、熱量、圧力）から、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御してもよい。
熱交換通路部（例えば、第一、第二熱交換通路部）は、液化二酸化炭素貯蔵タンクから（直接または間接に）送られる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が導入される入口部（例えば、温端１２１）と、当該一次冷媒で冷却された、冷却済み二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が導出される出口部（例えば、冷端１２２）と、を有していてもよい。
導入部（第一、第二導入部）が入口部（例えば、第一、第二温端）と接続されていてもよい。返送部（例えば、第一、第二返送部）が出口部（例えば、第一、第二冷端）と接続されていてもよい。
熱交換通路部（第一、第二熱交換通路部）の入口部（例えば、第一、第二温端）および／または出口部（例えば、第一、第二冷端）に、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーなどが設けられていてもよい。
導入部（第一、第二導入部）が入口部（例えば、第一、第二温端）と接続されていてもよい。返送部（例えば、第一、第二返送部）が出口部（例えば、第一、第二冷端）と接続されていてもよい。
熱交換通路部（第一、第二熱交換通路部）の入口部（例えば、第一、第二温端）および／または出口部（例えば、第一、第二冷端）に、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーなどが設けられていてもよい。
二次冷媒通路部（１３）は、二次冷媒（Ｒ２）が導入される二次冷媒入口部（例えば、冷端１３１）と、一次冷媒（Ｒ１）に冷熱を与えてから導出される二次冷媒出口部（例えば、温端１３２）と、を有していてもよい。
二次冷媒導入部（２２）が二次冷媒入口部（例えば、冷端１３１）と接続されてもよい。二次冷媒排出部（２３）が二次冷媒出口部（例えば、温端１３２）と接続されていてもよい。
二次冷媒通路部（１３）は、二次冷媒入口部および／または二次冷媒出口部に、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーが設けられていてもよい。
二次冷媒導入部（２２）および／または二次冷媒排出部（２３）に、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーが設けられていてもよい。
二次冷媒導入部（２２）が二次冷媒入口部（例えば、冷端１３１）と接続されてもよい。二次冷媒排出部（２３）が二次冷媒出口部（例えば、温端１３２）と接続されていてもよい。
二次冷媒通路部（１３）は、二次冷媒入口部および／または二次冷媒出口部に、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーが設けられていてもよい。
二次冷媒導入部（２２）および／または二次冷媒排出部（２３）に、例えば、仕切り弁、自動開閉弁、流量制御弁などの弁、温度センサー、流量センサー、圧力センサーが設けられていてもよい。
二酸化炭素は、三重点（圧力０．５４ＭＰａＡ、温度－５６．６℃）と臨界点（圧力７．６８ＭＰａＡ、温度＋３１．１℃）の範囲で液体として存在し、液化二酸化炭素（「液化炭酸ガス」ともいう。）と呼ばれる。
冷却済み二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素は、少なくとも入口部（例えば、温端１２１）で導入された二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の温度よりも低い温度状態となっており、好ましくは返送される二酸化炭素が液化状態であり、より好ましくは入口部（例えば、温端１２１）で導入された液化二酸化炭素の温度よりも低い温度の液化状態である。ただし、他の液体と一緒に流体として流れる状態である場合には一部が固化していてもよい。
冷却済み二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素は、少なくとも入口部（例えば、温端１２１）で導入された二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の温度よりも低い温度状態となっており、好ましくは返送される二酸化炭素が液化状態であり、より好ましくは入口部（例えば、温端１２１）で導入された液化二酸化炭素の温度よりも低い温度の液化状態である。ただし、他の液体と一緒に流体として流れる状態である場合には一部が固化していてもよい。
前記冷却システム（１）は、
前記一次冷媒タンク（１１）または第一熱交換器（１１ｂ）を通過した（一次冷媒と熱交換した後の）前記二次冷媒（Ｒ２）を加温する加温装置（１４０）および／または圧縮する圧縮装置（１５０）を、さらに備えていてもよい。
加温された二次冷媒は、冷媒以外の用途に対して適温で供給することが可能となる。圧縮された二次冷媒は、燃料用途で使用する場合に、燃焼炉や発動機に導入するに適した圧力で供給することが可能となる。冷却システムおよび供給先システムにおける全体の費用対効果を向上させることができる。
前記一次冷媒タンク（１１）または第一熱交換器（１１ｂ）を通過した（一次冷媒と熱交換した後の）前記二次冷媒（Ｒ２）を加温する加温装置（１４０）および／または圧縮する圧縮装置（１５０）を、さらに備えていてもよい。
加温された二次冷媒は、冷媒以外の用途に対して適温で供給することが可能となる。圧縮された二次冷媒は、燃料用途で使用する場合に、燃焼炉や発動機に導入するに適した圧力で供給することが可能となる。冷却システムおよび供給先システムにおける全体の費用対効果を向上させることができる。
各制御部は、１つ以上のプロセッサーおよびメモリ（例えば、処理プログラムを保存する記憶媒体など）などのハードウエアとプログラムの協働作用で実現されていてもよく、専用回路、ファームウエア、コンピュータなどの一種または２種以上の組み合わせで構成されていてもよい。
「直接または間接に送る」は、配管で送られる場合に配管が１つであること、配管に継手、フランジ、弁、各種測定装置、ポンプ、加圧装置などが設置されていること、メイン配管とバイパス配管が設けられていること、配管途中にバッファタンクが設けられていることなどを含む。
「直接または間接に送る」は、配管で送られる場合に配管が１つであること、配管に継手、フランジ、弁、各種測定装置、ポンプ、加圧装置などが設置されていること、メイン配管とバイパス配管が設けられていること、配管途中にバッファタンクが設けられていることなどを含む。
（冷却方法）
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却方法は、
一次冷媒（Ｒ１）を、その温度よりも低温の二次冷媒（Ｒ２）によって冷却する工程（Ａ）と、
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の内部圧力（気相空間の圧力）が予め設定された閾値（例えば、タンク内圧力設定値であってもよい）を超えた場合に、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を一次冷媒（Ｒ１）で冷却させるために、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から一次冷媒と熱交換するための熱交換手段（例えば、一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ送る導入工程（Ｂ）と、
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）からに送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を、その温度よりも低温の一次冷媒（Ｒ１）によって冷却する工程（Ｃ）と、
を含む。
前記工程（Ａ）は、その目的を達成する限り、工程（Ｂ）の開始前、開始と同じタイミング（実質的に同じタイミングを含む）、開始後に行われてもよい。
前記冷却方法は、
一次冷媒（Ｒ１）の温度が、任意の圧力における二酸化炭素の固化点より低い温度にならないように（固化点と同じまたは固化点より高くなるように）、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御する工程（Ａ－１）と、を含んでいてもよい。
前記冷却方法は、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から前記熱交換手段へ送られる導入経路（例えば、導入部（３１））および前記熱交換手段から液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ戻る返送経路（例えば、返送部（３２））との間の差圧から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御する工程（Ａ－２）を含んでいてもよい。
前記冷却方法は、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から前記熱交換手段へ送られる導入経路（例えば、導入部（３１））および／または前記熱交換手段から液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ戻る返送経路（例えば、返送部（３２））を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量（例えば、温度、熱量、圧力）から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御する工程（Ａ－３）を含んでいてもよい。
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却方法は、
一次冷媒（Ｒ１）を、その温度よりも低温の二次冷媒（Ｒ２）によって冷却する工程（Ａ）と、
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）の内部圧力（気相空間の圧力）が予め設定された閾値（例えば、タンク内圧力設定値であってもよい）を超えた場合に、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を一次冷媒（Ｒ１）で冷却させるために、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から一次冷媒と熱交換するための熱交換手段（例えば、一次冷媒タンク（１１）または第二熱交換器（１１ｃ））へ送る導入工程（Ｂ）と、
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）からに送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を、その温度よりも低温の一次冷媒（Ｒ１）によって冷却する工程（Ｃ）と、
を含む。
前記工程（Ａ）は、その目的を達成する限り、工程（Ｂ）の開始前、開始と同じタイミング（実質的に同じタイミングを含む）、開始後に行われてもよい。
前記冷却方法は、
一次冷媒（Ｒ１）の温度が、任意の圧力における二酸化炭素の固化点より低い温度にならないように（固化点と同じまたは固化点より高くなるように）、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御する工程（Ａ－１）と、を含んでいてもよい。
前記冷却方法は、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から前記熱交換手段へ送られる導入経路（例えば、導入部（３１））および前記熱交換手段から液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ戻る返送経路（例えば、返送部（３２））との間の差圧から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御する工程（Ａ－２）を含んでいてもよい。
前記冷却方法は、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）から前記熱交換手段へ送られる導入経路（例えば、導入部（３１））および／または前記熱交換手段から液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）へ戻る返送経路（例えば、返送部（３２））を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量（例えば、温度、熱量、圧力）から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、前記二次冷媒（Ｒ２）の流量を制御する工程（Ａ－３）を含んでいてもよい。
（液化二酸化炭素貯蔵タンク）
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）は、上記の冷却システム（１）を備えていてもよい。
冷却システム（１）が、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）を備えていてもよい。
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）に、安全弁が設けられていてもよい。
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）は、上記の冷却システム（１）を備えていてもよい。
冷却システム（１）が、液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）を備えていてもよい。
液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）に、安全弁が設けられていてもよい。
（船舶）
船舶は、上記冷却システム（１）および液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）を備えていてもよい。
船舶は、前記加温された二次冷媒（Ｒ２）が供給される供給手段を備えていてもよい。
船舶は、前記圧縮された二次冷媒（Ｒ２）が燃料用途として使用される、燃焼炉や発動機を備えていてもよい。
船舶は、上記冷却システム（１）および液化二酸化炭素貯蔵タンク（５）を備えていてもよい。
船舶は、前記加温された二次冷媒（Ｒ２）が供給される供給手段を備えていてもよい。
船舶は、前記圧縮された二次冷媒（Ｒ２）が燃料用途として使用される、燃焼炉や発動機を備えていてもよい。
以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
（実施形態１）
実施形態１の冷却システム１について図１Ａを用いて説明する。
冷却システム１は、冷却装置１０と、二次冷媒タンク２１と、第一導入部６３１と、第一返送部６３２とを備える。
第一導入部６３１は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５から送られる、二酸化炭素ガスを冷却装置１０の第一熱交換通路部６１２へ導入する手段であり、例えば、配管、自動圧力調整弁（予め設定される圧力設定値を超えると開閉が自動で調整される弁）などを有して構成されていてもよい。
第一返送部６３２は、第一熱交換通路部６１２の出口側と接続され、第一熱交換通路部６１２を通過して冷却された冷却済み二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が導出され、液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ返送する手段であり、例えば、配管、その配管の先端にスプレーノズルが設けられていてもよい。
実施形態１の冷却システム１について図１Ａを用いて説明する。
冷却システム１は、冷却装置１０と、二次冷媒タンク２１と、第一導入部６３１と、第一返送部６３２とを備える。
第一導入部６３１は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５から送られる、二酸化炭素ガスを冷却装置１０の第一熱交換通路部６１２へ導入する手段であり、例えば、配管、自動圧力調整弁（予め設定される圧力設定値を超えると開閉が自動で調整される弁）などを有して構成されていてもよい。
第一返送部６３２は、第一熱交換通路部６１２の出口側と接続され、第一熱交換通路部６１２を通過して冷却された冷却済み二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が導出され、液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ返送する手段であり、例えば、配管、その配管の先端にスプレーノズルが設けられていてもよい。
冷却装置１０は、一次冷媒タンク１１と、第一熱交換通路部６１２と、二次冷媒通路部１３を備える。
一次冷媒タンク１１は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５から送られる、二酸化炭素ガスの温度よりも低温の一次冷媒Ｒ１を収容する。第一熱交換通路部６１２は、一次冷媒タンク１１内を通過し、その内部を二酸化炭素ガスが移動する。移動する過程で、一次冷媒Ｒ１の冷熱によって二酸化炭素ガスが冷却される。第一熱交換通路部６１２は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５から送られる二酸化炭素ガスが導入される入口部（温端１２１）と、一次冷媒Ｒ１で冷却された、冷却済み二酸化炭素ガスが導出される出口部（冷端１２２）と、有している。第一導入部６３１が入口部（温端１２１）と接続され、第一返送部６３２が出口部（冷端１２２）と接続される。
一次冷媒タンク１１は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５から送られる、二酸化炭素ガスの温度よりも低温の一次冷媒Ｒ１を収容する。第一熱交換通路部６１２は、一次冷媒タンク１１内を通過し、その内部を二酸化炭素ガスが移動する。移動する過程で、一次冷媒Ｒ１の冷熱によって二酸化炭素ガスが冷却される。第一熱交換通路部６１２は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５から送られる二酸化炭素ガスが導入される入口部（温端１２１）と、一次冷媒Ｒ１で冷却された、冷却済み二酸化炭素ガスが導出される出口部（冷端１２２）と、有している。第一導入部６３１が入口部（温端１２１）と接続され、第一返送部６３２が出口部（冷端１２２）と接続される。
二次冷媒通路部１３は、一次冷媒タンク１１内を通過し、その内部を二次冷媒Ｒ２が移動する。移動する過程で、二次冷媒Ｒ２の冷熱によって一次冷媒Ｒ１が冷却される。二次冷媒通路部１３は、二次冷媒Ｒ２が導入される二次冷媒入口部（冷端１３１）と、一次冷媒Ｒ１に冷熱を与えてから導出される二次冷媒出口部（温端１３２）と、を有している。二次冷媒導入部２２が二次冷媒入口部（冷端１３１）と接続され、二次冷媒排出部２３が二次冷媒出口部（温端１３２）と接続される。
二次冷媒タンク２１は、一次冷媒Ｒ１よりも低温の二次冷媒Ｒ２を貯留する。二次冷媒タンク２１は、その内部に二次冷媒Ｒ２を送り出すための液送ポンプ２１１が配置され、この液送ポンプ２１１が二次冷媒導入部２２と接続される。二次冷媒導入部２２は、二次冷媒タンク２１から二次冷媒Ｒ２を送るために二次冷媒通路部１３の二次冷媒入口部（冷端１３１）と接続する。
二次冷媒排出部２３は、二次冷媒通路部１３を通過した二次冷媒Ｒ２を導出するため、二次冷媒出口部（温端１３２）と接続される。二次冷媒排出部２３によって導出された二次冷媒Ｒ２は、大気成分のいずれかと同じであれば、例えば、窒素、酸素、アルゴン、空気の場合に、大気にそのまま放出されてもよい。
二次冷媒排出部２３は、二次冷媒通路部１３を通過した二次冷媒Ｒ２を導出するため、二次冷媒出口部（温端１３２）と接続される。二次冷媒排出部２３によって導出された二次冷媒Ｒ２は、大気成分のいずれかと同じであれば、例えば、窒素、酸素、アルゴン、空気の場合に、大気にそのまま放出されてもよい。
（作用）
液化二酸化炭素貯蔵タンク５の気相に溜まった二酸化炭素ガスの影響で気相の圧力が予め設定された閾値（閾値は、例えば、タンク内圧力設定値であってもよく、別の値であってもよい。）を超えたときに、自動圧力調整弁が開き、二酸化炭素ガスが第一導入部６３１へ侵入し、第一熱交換通路部６１２で冷却され、第一返送部６３２を介して液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ戻る。二酸化炭素ガスは冷却装置１０の第一冷媒Ｒ１によって冷却され、液化二酸化炭素、冷却された気体状態の二酸化炭素または気液混合状態の二酸化炭素として、液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ戻される。これにより、二酸化炭素ガスを大気へ放出しなくてもよくなる。また、冷却された液化二酸化炭素をスプレーノズルで気相空間の二酸化炭素ガスに対して噴霧することで、気相空間の二酸化炭素ガスを冷却することができる。
また、一次冷媒Ｒ１は、連続的にまたは不連続的に供給される二次冷媒Ｒ２によって冷却される。二次冷媒Ｒ２を送り込むために、液送ポンプ２１１の駆動開始を、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の気相に溜まった二酸化炭素ガスの圧力が予め設定された閾値を超えた場合（自動圧力調整弁が開いた場合）に連動させてあってもよい。
液化二酸化炭素貯蔵タンク５の気相に溜まった二酸化炭素ガスの影響で気相の圧力が予め設定された閾値（閾値は、例えば、タンク内圧力設定値であってもよく、別の値であってもよい。）を超えたときに、自動圧力調整弁が開き、二酸化炭素ガスが第一導入部６３１へ侵入し、第一熱交換通路部６１２で冷却され、第一返送部６３２を介して液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ戻る。二酸化炭素ガスは冷却装置１０の第一冷媒Ｒ１によって冷却され、液化二酸化炭素、冷却された気体状態の二酸化炭素または気液混合状態の二酸化炭素として、液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ戻される。これにより、二酸化炭素ガスを大気へ放出しなくてもよくなる。また、冷却された液化二酸化炭素をスプレーノズルで気相空間の二酸化炭素ガスに対して噴霧することで、気相空間の二酸化炭素ガスを冷却することができる。
また、一次冷媒Ｒ１は、連続的にまたは不連続的に供給される二次冷媒Ｒ２によって冷却される。二次冷媒Ｒ２を送り込むために、液送ポンプ２１１の駆動開始を、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の気相に溜まった二酸化炭素ガスの圧力が予め設定された閾値を超えた場合（自動圧力調整弁が開いた場合）に連動させてあってもよい。
実施形態１では、一次冷媒タンク１１の中の一次冷媒Ｒ１の自然対流による熱交換作用を採用する。一次冷媒タンク１１内で一次冷媒Ｒ１が二酸化炭素ガスによって蒸発され、二次冷媒Ｒ２によって再凝縮されるといった過程の繰り返しとなる。これは潜熱（蒸発）を使った熱交換であり、流量当たりの熱量が大きく、熱交換器自体の大きさもコンパクトに収めることができる。
（別の構成例１）
図１Ｂの別の構成例を説明する。図１Ｂの別の構成例は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部の液送ポンプ３５が、タンク内の液化二酸化炭素を冷却装置１０へ送り込む。同じ符号は図１Ａの実施形態１と同じであるため説明を省略または簡単にする。
第二導入部７３１は、液送ポンプ３５と接続され、液化二酸化炭素が、第二導入部７３１に導入され、第二熱交換通路部７１２、第二返送部７３２を介して液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ戻る。液化二酸化炭素は冷却装置１０の第一冷媒Ｒ１によって冷却され、冷却された液化二酸化炭素の状態で、液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ戻す。これにより、タンク内の液化二酸化炭素を冷却（つまり、サブクール）することができ、例えば、タンク内の液相から気相へ二酸化炭素ガスの発生を抑制できる。さらに、タンク内の圧力上昇を抑制するように、タンク内の液化二酸化炭素の保冷をすることもできる。
冷却システム１は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部温度（例えば、気相の温度、液相の温度）を測定する温度測定部を備え、温度測定部で測定された内部温度がタンク内温度設定値（気相の温度および／または液相の温度の設定値は幅のある数値範囲と含む）を超えた場合に、液送ポンプ３５を駆動し、液化二酸化炭素を一次冷媒タンク１１へ第二導入部７３１を通じて送るように制御する制御部を備えていてもよい。
図１Ｂの別の構成例を説明する。図１Ｂの別の構成例は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部の液送ポンプ３５が、タンク内の液化二酸化炭素を冷却装置１０へ送り込む。同じ符号は図１Ａの実施形態１と同じであるため説明を省略または簡単にする。
第二導入部７３１は、液送ポンプ３５と接続され、液化二酸化炭素が、第二導入部７３１に導入され、第二熱交換通路部７１２、第二返送部７３２を介して液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ戻る。液化二酸化炭素は冷却装置１０の第一冷媒Ｒ１によって冷却され、冷却された液化二酸化炭素の状態で、液化二酸化炭素貯蔵タンク５へ戻す。これにより、タンク内の液化二酸化炭素を冷却（つまり、サブクール）することができ、例えば、タンク内の液相から気相へ二酸化炭素ガスの発生を抑制できる。さらに、タンク内の圧力上昇を抑制するように、タンク内の液化二酸化炭素の保冷をすることもできる。
冷却システム１は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部温度（例えば、気相の温度、液相の温度）を測定する温度測定部を備え、温度測定部で測定された内部温度がタンク内温度設定値（気相の温度および／または液相の温度の設定値は幅のある数値範囲と含む）を超えた場合に、液送ポンプ３５を駆動し、液化二酸化炭素を一次冷媒タンク１１へ第二導入部７３１を通じて送るように制御する制御部を備えていてもよい。
冷却装置１０は、図１Ａの構成（第一導入部６３１、第一熱交換通路部６１２、第一返送部６３２）と図１Ｂの構成（第二導入部７３１、第二熱交換通路部７１２、第二返送部７３２）の両方を備えていてもよい。
（別の構成例２）
図１Ｃの別の構成例を説明する。図１Ｃの別の構成例は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部の液送ポンプ３５が、タンク内の液化二酸化炭素を冷却装置１０へ送り込む。同じ符号は図１Ｂの別の構成例１と同じであるため説明を省略または簡単にする。
一次冷媒タンク１１ａは、一次冷媒Ｒ１が収容されている。一次冷媒タンク１１ａと、第一熱交換器１１ｂと、第二熱交換器１１ｃとが、一次冷媒通路部１１ｄで接続される。一次冷媒通路部１１ｄに配置された循環ポンプ１１ｅによって、一次冷媒タンク１１ａの一次冷媒Ｒ１が一次冷媒通路部１１ｄを通じて循環する。
第一熱交換器１１ｂにおいて、一次冷媒通路部１１ｄと二次冷媒通路部１３が通過することで、二次冷媒Ｒ２で一次冷媒Ｒ１が冷却される。第二熱交換器１１ｃにおいて、一次冷媒通路部１１ｄが通過し、かつ熱交換通路部１２が通過することで、一次冷媒Ｒ１で液化二酸化炭素が冷却（つまり、サブクール）される。
一次冷媒Ｒ１は、第一熱交換器１１ｂで二次冷媒Ｒ２によって冷却され、その直後に第二熱交換器１１ｃの冷端側に供給される。すなわち、最も温度が低い液化二酸化炭素が、液化二酸化炭素貯蔵タンク５に返送される。第二熱交換器１１ｃから導出された一次冷媒Ｒ１は、一次冷媒タンク１１ａに戻された後、循環ポンプ１１ｅによって再度第一熱交換器１１ｂに循環される。
図１Ｃの別の構成例を説明する。図１Ｃの別の構成例は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部の液送ポンプ３５が、タンク内の液化二酸化炭素を冷却装置１０へ送り込む。同じ符号は図１Ｂの別の構成例１と同じであるため説明を省略または簡単にする。
一次冷媒タンク１１ａは、一次冷媒Ｒ１が収容されている。一次冷媒タンク１１ａと、第一熱交換器１１ｂと、第二熱交換器１１ｃとが、一次冷媒通路部１１ｄで接続される。一次冷媒通路部１１ｄに配置された循環ポンプ１１ｅによって、一次冷媒タンク１１ａの一次冷媒Ｒ１が一次冷媒通路部１１ｄを通じて循環する。
第一熱交換器１１ｂにおいて、一次冷媒通路部１１ｄと二次冷媒通路部１３が通過することで、二次冷媒Ｒ２で一次冷媒Ｒ１が冷却される。第二熱交換器１１ｃにおいて、一次冷媒通路部１１ｄが通過し、かつ熱交換通路部１２が通過することで、一次冷媒Ｒ１で液化二酸化炭素が冷却（つまり、サブクール）される。
一次冷媒Ｒ１は、第一熱交換器１１ｂで二次冷媒Ｒ２によって冷却され、その直後に第二熱交換器１１ｃの冷端側に供給される。すなわち、最も温度が低い液化二酸化炭素が、液化二酸化炭素貯蔵タンク５に返送される。第二熱交換器１１ｃから導出された一次冷媒Ｒ１は、一次冷媒タンク１１ａに戻された後、循環ポンプ１１ｅによって再度第一熱交換器１１ｂに循環される。
構成例２では、一次冷媒タンク１１ａの外部において、強制対流による熱交換作用を採用する。第二熱交換器１１ｃによるサブクーラの場合、顕熱を使う熱交換となるため、単位流量当たりの熱量は小さい。そのため、大流量を処理するには、自然対流よりも強制対流による熱交換が好ましい。自然対流では伝熱係数が小さいので、熱交換器の伝熱面積を大きくする必要があるが、強制対流にすれば、伝熱面積を削減でき、熱交換器を小さくできる。
（実施形態２）
実施形態２の冷却システム１について図２を用いて説明する。同じ符号は図１Ａの実施形態１と同じであるため説明を省略または簡単にする。
冷却システム１は、導入側圧力測定部５３と、導入制御部５５を備える。
導入側圧力測定部５３は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部圧力（気相空間の圧力＝第一導入部６３１の入口側）を測定する。導入制御部５５は、圧力測定部５３で測定された内部圧力がタンク内圧力設定値を超えた場合に、導入流量制御弁５３１を開け、気相の二酸化炭素ガスを導入し一次冷媒タンク１１へ送るように制御する。気相の圧力が高いため、弁を開けた場合、吸引ポンプの駆動を用いなくとも導入されるようにタンク内圧力設定値が設定される。
導入制御部５５は、圧力測定部５３で測定された内部圧力がタンク内圧力設定値（第一閾値）を超えた場合に、二酸化炭素ガスを一次冷媒タンク１１へ送るように制御してもよい。また、図１Ｂの構成において、導入制御部５５は、測定された内部圧力がタンク内圧力設定値（第二閾値）を超えた場合に、液化二酸化炭素を一次冷媒タンク１１へ送るように制御してもよい。
実施形態２の冷却システム１について図２を用いて説明する。同じ符号は図１Ａの実施形態１と同じであるため説明を省略または簡単にする。
冷却システム１は、導入側圧力測定部５３と、導入制御部５５を備える。
導入側圧力測定部５３は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部圧力（気相空間の圧力＝第一導入部６３１の入口側）を測定する。導入制御部５５は、圧力測定部５３で測定された内部圧力がタンク内圧力設定値を超えた場合に、導入流量制御弁５３１を開け、気相の二酸化炭素ガスを導入し一次冷媒タンク１１へ送るように制御する。気相の圧力が高いため、弁を開けた場合、吸引ポンプの駆動を用いなくとも導入されるようにタンク内圧力設定値が設定される。
導入制御部５５は、圧力測定部５３で測定された内部圧力がタンク内圧力設定値（第一閾値）を超えた場合に、二酸化炭素ガスを一次冷媒タンク１１へ送るように制御してもよい。また、図１Ｂの構成において、導入制御部５５は、測定された内部圧力がタンク内圧力設定値（第二閾値）を超えた場合に、液化二酸化炭素を一次冷媒タンク１１へ送るように制御してもよい。
冷却システム１は、温度測定部１８と二次冷媒流量制御部２３１と二次冷媒流量制御弁２３１１を備える。
温度測定部１８は、一次冷媒タンク１１内の一次冷媒Ｒ１の温度を測定する。温度測定部１８は１つまたは複数配置されていてもよい。
二次冷媒流量制御部２３１は、温度測定部１８で測定された一次冷媒Ｒ１の温度が、任意の圧力における二酸化炭素の固化点より低い温度にならないように、二次冷媒排出部２３に配置されている二次冷媒流量制御弁２３１１を制御し、二次冷媒（Ｒ２）の流量を調整する。
二次冷媒流量制御部２３１は、測定された一次冷媒の温度が固化点より低くなれば流量を少なく、または供給を停止（あるいは間欠供給）し、測定された一次冷媒の温度が固化点と同じまたは固化点より高い場合には、固化点から所定の温度範囲（例えば、固化点を基準に５～２０％高い温度など）を維持するように流量を制御してもよい。
また、二次冷媒流量制御部２３１は、二次冷媒タンク２１内に設けられる液送ポンプ２１１を制御して二次冷媒Ｒ２の流量を制御してもよい。
二次冷媒流量制御弁２３１１は、一次冷媒Ｒ１と熱交換した後の二次冷媒Ｒ２の流量を制御するが、この際の二次冷媒Ｒ２が気体、液体、気液混合のいずれでも可能である。また、二次冷媒流量制御弁２３１１は、二次冷媒排出部２３に配置されているが、二次冷媒導入部２２に設けられていてもよい。
温度測定部１８は、一次冷媒タンク１１内の一次冷媒Ｒ１の温度を測定する。温度測定部１８は１つまたは複数配置されていてもよい。
二次冷媒流量制御部２３１は、温度測定部１８で測定された一次冷媒Ｒ１の温度が、任意の圧力における二酸化炭素の固化点より低い温度にならないように、二次冷媒排出部２３に配置されている二次冷媒流量制御弁２３１１を制御し、二次冷媒（Ｒ２）の流量を調整する。
二次冷媒流量制御部２３１は、測定された一次冷媒の温度が固化点より低くなれば流量を少なく、または供給を停止（あるいは間欠供給）し、測定された一次冷媒の温度が固化点と同じまたは固化点より高い場合には、固化点から所定の温度範囲（例えば、固化点を基準に５～２０％高い温度など）を維持するように流量を制御してもよい。
また、二次冷媒流量制御部２３１は、二次冷媒タンク２１内に設けられる液送ポンプ２１１を制御して二次冷媒Ｒ２の流量を制御してもよい。
二次冷媒流量制御弁２３１１は、一次冷媒Ｒ１と熱交換した後の二次冷媒Ｒ２の流量を制御するが、この際の二次冷媒Ｒ２が気体、液体、気液混合のいずれでも可能である。また、二次冷媒流量制御弁２３１１は、二次冷媒排出部２３に配置されているが、二次冷媒導入部２２に設けられていてもよい。
一次冷媒Ｒ１および二次冷媒Ｒ２の温度の管理基準は、例えば以下の通りである。
（１）二次冷媒Ｒ２は、その沸点が二酸化炭素の三重点よりも低い（－５６．６℃以下とする）こと。二次冷媒Ｒ２は、下記（２）を満足させるようにその温度および供給制御が行われる。
（２）一次冷媒Ｒ１は、冷却する二酸化炭素の固化点よりも高いこと。
例えば、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の運用圧における二酸化炭素の固化点より、１℃高い温度を一次冷媒Ｒ１の管理温度としてもよい。
（１）二次冷媒Ｒ２は、その沸点が二酸化炭素の三重点よりも低い（－５６．６℃以下とする）こと。二次冷媒Ｒ２は、下記（２）を満足させるようにその温度および供給制御が行われる。
（２）一次冷媒Ｒ１は、冷却する二酸化炭素の固化点よりも高いこと。
例えば、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の運用圧における二酸化炭素の固化点より、１℃高い温度を一次冷媒Ｒ１の管理温度としてもよい。
（実施形態３）
実施形態３の冷却システム１について図３を用いて説明する。同じ符号は図１Ａ、２の実施形態１、２と同じであるため説明を省略または簡単にする。
冷却システム１は、導入側圧力測定部５３と、導入流量制御弁５３１、返送側圧力測定部５３２と、二次冷媒流量制御部２３１と、二次冷媒流量制御弁２３１１とを備える。
導入側圧力測定部５３は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部圧力（気相空間の圧力＝第一導入部６３１の入口側）を測定する。
返送側圧力測定部５３２は、第一返送部６３２内の圧力（二酸化炭素の気体、液体、気液混合、固液混合、気固混合、気液固混合などの状態）を測定する。
二次冷媒流量制御部２３１は、導入側圧力測定部５３で測定された圧力と、返送側圧力測定部５３２で測定された圧力との差（差圧）を演算する。
二次冷媒流量制御部２３１は、演算で求められた差圧から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、二次冷媒流量制御弁２３１１を制御し、二次冷媒Ｒ２の流量を調整する。例えば、冷却される二酸化炭素が、冷却時や貯蔵タンク５に返送される際に固化点を下回らないように、二次冷媒Ｒ２の流量を制御し、一次冷媒Ｒ１の温度を調整する。
二次冷媒流量制御部２３１は、差圧が第一差圧閾値を超えた場合に、液体と固体の混合状態あるいは固化していると判断し、二次冷媒Ｒ２の流量を少なくまたは供給を停止あるいは間欠供給するように制御してもよい。
二次冷媒流量制御部２３１は、差圧が第二差圧閾値未満（＜第一差圧閾値、かつ＝略零）の場合に、出口でもガス状態のままであり冷却液化されていないと判断し、二次冷媒Ｒ２の供給を開始、またはその流量を多くするように制御してもよい。
また、二次冷媒流量制御部２３１は、二次冷媒タンク２１内に設けられる液送ポンプ２１１を制御して二次冷媒Ｒ２の流量を制御してもよい。また、二次冷媒流量制御弁２３１１は、二次冷媒排出部２３に配置されているが、二次冷媒導入部２２に設けられていてもよい。
実施形態３の冷却システム１について図３を用いて説明する。同じ符号は図１Ａ、２の実施形態１、２と同じであるため説明を省略または簡単にする。
冷却システム１は、導入側圧力測定部５３と、導入流量制御弁５３１、返送側圧力測定部５３２と、二次冷媒流量制御部２３１と、二次冷媒流量制御弁２３１１とを備える。
導入側圧力測定部５３は、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部圧力（気相空間の圧力＝第一導入部６３１の入口側）を測定する。
返送側圧力測定部５３２は、第一返送部６３２内の圧力（二酸化炭素の気体、液体、気液混合、固液混合、気固混合、気液固混合などの状態）を測定する。
二次冷媒流量制御部２３１は、導入側圧力測定部５３で測定された圧力と、返送側圧力測定部５３２で測定された圧力との差（差圧）を演算する。
二次冷媒流量制御部２３１は、演算で求められた差圧から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、二次冷媒流量制御弁２３１１を制御し、二次冷媒Ｒ２の流量を調整する。例えば、冷却される二酸化炭素が、冷却時や貯蔵タンク５に返送される際に固化点を下回らないように、二次冷媒Ｒ２の流量を制御し、一次冷媒Ｒ１の温度を調整する。
二次冷媒流量制御部２３１は、差圧が第一差圧閾値を超えた場合に、液体と固体の混合状態あるいは固化していると判断し、二次冷媒Ｒ２の流量を少なくまたは供給を停止あるいは間欠供給するように制御してもよい。
二次冷媒流量制御部２３１は、差圧が第二差圧閾値未満（＜第一差圧閾値、かつ＝略零）の場合に、出口でもガス状態のままであり冷却液化されていないと判断し、二次冷媒Ｒ２の供給を開始、またはその流量を多くするように制御してもよい。
また、二次冷媒流量制御部２３１は、二次冷媒タンク２１内に設けられる液送ポンプ２１１を制御して二次冷媒Ｒ２の流量を制御してもよい。また、二次冷媒流量制御弁２３１１は、二次冷媒排出部２３に配置されているが、二次冷媒導入部２２に設けられていてもよい。
（実施形態４）
実施形態４の冷却システム１について図４を用いて説明する。同じ符号は図２の実施形態２と同じであるため説明を省略または簡単にする。
冷却システム１は、一次冷媒タンク１１を通過し、一次冷媒Ｒ１と熱交換した後の二次冷媒Ｒ２を加温する加温装置１４０を備える。加温装置１４０は、二次冷媒排出部２３に配置されていてもよい。二次冷媒Ｒ２は、例えば、水素、メタン、天然ガスであってもよい。
実施形態４の冷却システム１について図４を用いて説明する。同じ符号は図２の実施形態２と同じであるため説明を省略または簡単にする。
冷却システム１は、一次冷媒タンク１１を通過し、一次冷媒Ｒ１と熱交換した後の二次冷媒Ｒ２を加温する加温装置１４０を備える。加温装置１４０は、二次冷媒排出部２３に配置されていてもよい。二次冷媒Ｒ２は、例えば、水素、メタン、天然ガスであってもよい。
（実施形態５）
実施形態５の冷却システム１について図５を用いて説明する。同じ符号は図３の実施形態３と同じであるため説明を省略または簡単にする。
冷却システム１は、一次冷媒タンク１１を通過し、一次冷媒Ｒ１と熱交換した後の二次冷媒Ｒ２を加温する圧縮装置１５０を備える。圧縮装置１５０は、二次冷媒排出部２３に配置されていてもよい。二次冷媒Ｒ２は、例えば、水素、メタン、天然ガスであってもよい。
実施形態５の冷却システム１について図５を用いて説明する。同じ符号は図３の実施形態３と同じであるため説明を省略または簡単にする。
冷却システム１は、一次冷媒タンク１１を通過し、一次冷媒Ｒ１と熱交換した後の二次冷媒Ｒ２を加温する圧縮装置１５０を備える。圧縮装置１５０は、二次冷媒排出部２３に配置されていてもよい。二次冷媒Ｒ２は、例えば、水素、メタン、天然ガスであってもよい。
（別実施形態）
（１）実施形態２、３は別々の構成に限定されず、両方の機能要素を備えていてもよい。冷却システム１は、導入側圧力測定部５３と、導入流量制御弁５３１と、返送側圧力測定部５３２と、温度測定部１８と、二次冷媒流量制御部２３１と、二次冷媒流量制御弁２３１１とを備える。二次冷媒流量制御部２３１は、一次冷媒の温度と、差圧のいずれか一方またはその両方に基づいて二次冷媒流量制御弁２３１１を制御してもよい。
（２）実施形態２、３では、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の二酸化炭素ガスを冷却する構成であったが、図１Ｂの構成例１と同様に、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部の液送ポンプ３５が、タンク内の液化二酸化炭素を冷却装置１０へ送り込む構成でもよく、さらに、図１Ａの構成（第一導入部６３１、第一熱交換通路部６１２、第一返送部６３２）と図１Ｂの構成（第二導入部７３１、第二熱交換通路部７１２、第二返送部７３２）の両方を備えていてもよい。
（３）実施形態３の別の構成例として、二次冷媒流量制御部２３１は、第一導入部および／または第一返送部を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量（例えば、温度、熱量、圧力）から、二酸化炭素の状態（例えば、固体、液体、気体、気液混合状態、液固混合状態など）を判断し、その判断結果に応じて、二次冷媒流量制御弁２３１１を制御し、二次冷媒Ｒ２の流量を調整してもよい。物理量（例えば、温度、熱量、圧力）は、第一導入部および／または第一返送部のそれぞれに設けられている各測定手段（例えば、温度センサー、熱量測定手段、圧力センサーなど）の測定値から得られる。二次冷媒流量制御部２３１は、例えば、返送部において液体と固体の混合状態あるいは固化していると判断した場合に、二次冷媒Ｒ２の流量を少なくまたは供給を停止（あるいは間欠供給）してもよい。二次冷媒流量制御部２３１は、例えば、返送部において気体状態である（冷却液化されていない）と判断した場合に、二次冷媒Ｒ２の供給を開始、またはその流量を多くするように制御してもよい。
（４）実施形態４、５は別々の構成に限定されず、両方（つまり、加温装置と圧縮装置）の機能要素を備えていてもよい。上記の別の構成例にも同様に採用されてもよい。
（６）実施形態２、３、４、５においても、実施形態１の別の構成例２（図１Ｃ）の構成（一次冷媒タンク、第一熱交換器、第二熱交換器、一次冷媒通路部、循環ポンプ）を備えていてもよい。
（１）実施形態２、３は別々の構成に限定されず、両方の機能要素を備えていてもよい。冷却システム１は、導入側圧力測定部５３と、導入流量制御弁５３１と、返送側圧力測定部５３２と、温度測定部１８と、二次冷媒流量制御部２３１と、二次冷媒流量制御弁２３１１とを備える。二次冷媒流量制御部２３１は、一次冷媒の温度と、差圧のいずれか一方またはその両方に基づいて二次冷媒流量制御弁２３１１を制御してもよい。
（２）実施形態２、３では、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の二酸化炭素ガスを冷却する構成であったが、図１Ｂの構成例１と同様に、液化二酸化炭素貯蔵タンク５の内部の液送ポンプ３５が、タンク内の液化二酸化炭素を冷却装置１０へ送り込む構成でもよく、さらに、図１Ａの構成（第一導入部６３１、第一熱交換通路部６１２、第一返送部６３２）と図１Ｂの構成（第二導入部７３１、第二熱交換通路部７１２、第二返送部７３２）の両方を備えていてもよい。
（３）実施形態３の別の構成例として、二次冷媒流量制御部２３１は、第一導入部および／または第一返送部を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量（例えば、温度、熱量、圧力）から、二酸化炭素の状態（例えば、固体、液体、気体、気液混合状態、液固混合状態など）を判断し、その判断結果に応じて、二次冷媒流量制御弁２３１１を制御し、二次冷媒Ｒ２の流量を調整してもよい。物理量（例えば、温度、熱量、圧力）は、第一導入部および／または第一返送部のそれぞれに設けられている各測定手段（例えば、温度センサー、熱量測定手段、圧力センサーなど）の測定値から得られる。二次冷媒流量制御部２３１は、例えば、返送部において液体と固体の混合状態あるいは固化していると判断した場合に、二次冷媒Ｒ２の流量を少なくまたは供給を停止（あるいは間欠供給）してもよい。二次冷媒流量制御部２３１は、例えば、返送部において気体状態である（冷却液化されていない）と判断した場合に、二次冷媒Ｒ２の供給を開始、またはその流量を多くするように制御してもよい。
（４）実施形態４、５は別々の構成に限定されず、両方（つまり、加温装置と圧縮装置）の機能要素を備えていてもよい。上記の別の構成例にも同様に採用されてもよい。
（６）実施形態２、３、４、５においても、実施形態１の別の構成例２（図１Ｃ）の構成（一次冷媒タンク、第一熱交換器、第二熱交換器、一次冷媒通路部、循環ポンプ）を備えていてもよい。
＜シミュレーション実施例１＞
実施形態１（図１Ａ）の構成において、二酸化炭素ガスを１トン、液化するのに要する一次冷媒と二次冷媒の条件は以下である。冷却装置で冷却され、液化二酸化炭素貯蔵タンクへ戻る液化二酸化炭素が－４０℃程度の温度となるように二次冷媒の流量を制御して一次冷媒の温度を調整する。
一次冷媒：プロパン
プロパンの温度を－４１℃に制御する。プロパンは、二酸化炭素ガスとの熱交換によって蒸発し、二次冷媒によって凝縮される。
二次冷媒：下記ａからｃのいずれかの冷媒を使用できる。いずれも圧力１ＭＰａＡ（飽和状態での絶対圧））
ａ：液化窒素 ：1．１２トン程度
ｂ：液化メタン：０．５５トン程度
ｃ：液化水素 ：０．１０トン程度
実施形態１（図１Ａ）の構成において、二酸化炭素ガスを１トン、液化するのに要する一次冷媒と二次冷媒の条件は以下である。冷却装置で冷却され、液化二酸化炭素貯蔵タンクへ戻る液化二酸化炭素が－４０℃程度の温度となるように二次冷媒の流量を制御して一次冷媒の温度を調整する。
一次冷媒：プロパン
プロパンの温度を－４１℃に制御する。プロパンは、二酸化炭素ガスとの熱交換によって蒸発し、二次冷媒によって凝縮される。
二次冷媒：下記ａからｃのいずれかの冷媒を使用できる。いずれも圧力１ＭＰａＡ（飽和状態での絶対圧））
ａ：液化窒素 ：1．１２トン程度
ｂ：液化メタン：０．５５トン程度
ｃ：液化水素 ：０．１０トン程度
＜シミュレーション実施例２＞
実施形態１の別の構成例２（図１Ｃ）において、飽和状態での絶対圧１ＭＰａＡにおける液化二酸化炭素の蒸発を抑制するように、潜熱分に相当する冷熱で、液化二酸化炭素貯蔵タンクから導出された液化二酸化炭素を冷却（言い換えると、サブクール）する。
冷却システムで冷却された液化二酸化炭素が、熱交換通路部、返送部、さらには液化二酸化炭素貯蔵タンク内において、液化二酸化炭素が固化しないようにする。
１１．８トンの液化二酸化炭素が－４０℃から－５４℃程度の温度範囲となるように、二次冷媒の流量を制御して一次冷媒の温度を調整する。
一次冷媒：
プロパンの温度範囲を－５６℃から－４２℃に制御する。
二次冷媒：下記ａからｃのいずれかの冷媒を使用できる。いずれも圧力１ＭＰａＡ（飽和状態での絶対圧）
ａ：液化窒素 ：１．２３トン程度
ｂ：液化メタン：０．６０トン程度
ｃ：液化水素 ：０．１１トン程度
実施形態１の別の構成例２（図１Ｃ）において、飽和状態での絶対圧１ＭＰａＡにおける液化二酸化炭素の蒸発を抑制するように、潜熱分に相当する冷熱で、液化二酸化炭素貯蔵タンクから導出された液化二酸化炭素を冷却（言い換えると、サブクール）する。
冷却システムで冷却された液化二酸化炭素が、熱交換通路部、返送部、さらには液化二酸化炭素貯蔵タンク内において、液化二酸化炭素が固化しないようにする。
１１．８トンの液化二酸化炭素が－４０℃から－５４℃程度の温度範囲となるように、二次冷媒の流量を制御して一次冷媒の温度を調整する。
一次冷媒：
プロパンの温度範囲を－５６℃から－４２℃に制御する。
二次冷媒：下記ａからｃのいずれかの冷媒を使用できる。いずれも圧力１ＭＰａＡ（飽和状態での絶対圧）
ａ：液化窒素 ：１．２３トン程度
ｂ：液化メタン：０．６０トン程度
ｃ：液化水素 ：０．１１トン程度
＜シミュレーション実施例３＞
実施形態２の冷却システム（図２）の温度制御において、一次冷媒としてプロパンと、二次冷媒として液化メタンとを使用する。
一次冷媒と二次冷媒との熱交換は、定常時では一次冷媒（プロパン）を－４１℃で気体から液体に凝縮し、二次冷媒（液化メタン）を－１２４℃から－５１℃に加温することで、実施される。
この場合、流体間（一次冷媒と二次冷媒の流体間）の対数平均温度差は３４．５℃である。一次冷媒の温度が二酸化炭素の固化点付近の温度（例えば、―５６．６℃）になった場合、流体間の対数平均温度差は４０．４℃となる。この温度差は、定常時より約１７％上昇する。これは即ち、その上昇分が、過剰に冷熱が冷却システムに投入されていることを意味する。この時、冷却システムによって二酸化炭素の固化を防止するために、過剰冷熱に相当する二次冷媒流量を低減させるように制御する。
実施形態２の冷却システム（図２）の温度制御において、一次冷媒としてプロパンと、二次冷媒として液化メタンとを使用する。
一次冷媒と二次冷媒との熱交換は、定常時では一次冷媒（プロパン）を－４１℃で気体から液体に凝縮し、二次冷媒（液化メタン）を－１２４℃から－５１℃に加温することで、実施される。
この場合、流体間（一次冷媒と二次冷媒の流体間）の対数平均温度差は３４．５℃である。一次冷媒の温度が二酸化炭素の固化点付近の温度（例えば、―５６．６℃）になった場合、流体間の対数平均温度差は４０．４℃となる。この温度差は、定常時より約１７％上昇する。これは即ち、その上昇分が、過剰に冷熱が冷却システムに投入されていることを意味する。この時、冷却システムによって二酸化炭素の固化を防止するために、過剰冷熱に相当する二次冷媒流量を低減させるように制御する。
１ 冷却システム
５ 液化二酸化炭素貯留タンク
１０ 冷却装置
１１、１１ａ 一次冷媒タンク
１１ｂ 第一熱交換機
１１ｃ 第二熱交換器
１１ｄ 一次冷媒通路部
１１ｅ 循環ポンプ
１２ 熱交換通路部
１３ 二次冷媒通路部
２１ 二次冷媒タンク
２２ 二次冷媒導入部
２３ 二次冷媒排出部
Ｒ１ 一次冷媒
Ｒ２ 二次冷媒
５ 液化二酸化炭素貯留タンク
１０ 冷却装置
１１、１１ａ 一次冷媒タンク
１１ｂ 第一熱交換機
１１ｃ 第二熱交換器
１１ｄ 一次冷媒通路部
１１ｅ 循環ポンプ
１２ 熱交換通路部
１３ 二次冷媒通路部
２１ 二次冷媒タンク
２２ 二次冷媒導入部
２３ 二次冷媒排出部
Ｒ１ 一次冷媒
Ｒ２ 二次冷媒
Claims (9)
- 液化二酸化炭素貯蔵タンクから送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の温度よりも低温の一次冷媒を収容する一次冷媒タンクと、当該一次冷媒によって冷却される当該二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が移動する熱交換通路部と、当該一次冷媒を冷却するための二次冷媒が移動する二次冷媒通路部と、を有する冷却装置と、
前記一次冷媒を冷却するための二次冷媒を貯留する二次冷媒タンクと、
前記二次冷媒タンクから前記二次冷媒を前記二次冷媒通路部へ導入する二次冷媒導入部と、
前記二次冷媒通路部と接続され、前記二次冷媒を導出する二次冷媒排出部と、
を備える、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却システム。 - 前記熱交換通路部の入口側と接続され、液化二酸化炭素貯蔵タンクから送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を導入する導入部と、
前記熱交換通路部の出口側と接続され、冷却済み二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が導出され、液化二酸化炭素貯蔵タンクへ返送する返送部と、を備える、
請求項１に記載の冷却システム。 - 前記一次冷媒の温度を測定する少なくとも１つの温度測定部と、
前記温度測定部で測定された一次冷媒の温度が、任意の圧力における二酸化炭素の固化点より低い温度にならないように、前記二次冷媒の流量を制御する二次冷媒流量制御部と、を備える、
請求項１または２に記載の冷却システム。 - 前記導入部および前記返送部との間の差圧から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、前記二次冷媒の流量を制御する、および／または、
前記導入部および／または前記返送部を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、前記二次冷媒の流量を制御する、二次冷媒流量制御部を備える、
請求項２に記載の冷却システム。 - 前記二次冷媒を加温する加温装置および／または圧縮する圧縮装置を、備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却システム。 - 一次冷媒を、その温度よりも低温の二次冷媒によって冷却する工程（Ａ）と、
液化二酸化炭素貯蔵タンクの内部圧力が予め設定された閾値を超えた場合に、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を一次冷媒で冷却させるために、液化二酸化炭素貯蔵タンクから前記一次冷媒と熱交換するための熱交換手段へ送る導入工程（Ｂ）と、
液化二酸化炭素貯蔵タンクから送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を、その温度よりも低温の一次冷媒によって冷却する工程（Ｃ）と、
を含み、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却方法は、
一次冷媒の温度が、任意の圧力における二酸化炭素の固化点より低い温度にならないように、前記二次冷媒の流量を制御する工程（Ａ－１）と、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が、液化二酸化炭素貯蔵タンクから前記熱交換手段へ送られる導入経路および前記熱交換手段から液化二酸化炭素貯蔵タンクへ戻る返送経路との間の差圧から、二酸化炭素の状態を判断し、その判断結果に応じて、前記二次冷媒の流量を制御する工程（Ａ－２）と、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が、液化二酸化炭素貯蔵タンクから前記熱交換手段へ送られる導入経路および／または前記熱交換手段から液化二酸化炭素貯蔵タンクへ戻る返送経路を流れる二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の物理量から、二酸化炭素の状態を判断し、当該判断結果に応じて、前記二次冷媒の流量を制御する工程（Ａ－３）と、のうち、１つまたは２つ以上の工程をさらに含む、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却方法。 - 液化二酸化炭素貯蔵タンクから送られる、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の温度よりも低温の一次冷媒を収容する一次冷媒タンクと、当該一次冷媒によって冷却される当該二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素が移動する熱交換通路部と、当該一次冷媒を冷却するための二次冷媒が移動する二次冷媒通路部と、を有する冷却装置と、前記一次冷媒を冷却するための二次冷媒を貯留する二次冷媒タンクとを備える、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却方法であって、
一次冷媒を、その温度よりも低温の、前記二次冷媒タンクから送られる二次冷媒によって冷却する工程（Ａ）と、
液化二酸化炭素貯蔵タンクの内部圧力が予め設定された閾値を超えた場合に、二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を一次冷媒で冷却させるために、液化二酸化炭素貯蔵タンクから前記一次冷媒と熱交換するための前記熱交換通路部へ送る導入工程（Ｂ）と、
前記熱交換通路部を通過する二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素を、その温度よりも低温の、一次冷媒タンクの一次冷媒によって冷却する工程（Ｃ）と、
を含む、
二酸化炭素ガスおよび／または液化二酸化炭素の冷却方法。 - 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷却システムを備える、液化二酸化炭素貯蔵タンク。
- 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷却システムまたは請求項８に記載の液化二酸化炭素貯蔵タンクを備える、船舶。
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