JPH10220695A - 天然ガスのハイドレートによるガス貯蔵設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置面積が少なく、しかも天然ガスを安全に
貯蔵できると共に電気等のエネルギー消費を少なくでき
る天然ガスのハイドレートによるガス貯蔵設備を提供す
る。 【解決手段】 天然ガスを氷粒が形成された冷水中に供
給してハイドレートｈを生成すると共にこれを貯留する
天然ガス貯蔵用ハイドレートタンク３２と、貯留された
ハイドレートｈを導入して天然ガスと水に分離する分離
器３６と、分離器３６にいたるハイドレートｈを加熱す
ると共にこれを天然ガスのハイドレート生成時の冷熱源
として蓄熱する蓄熱器３８とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガスをハイド
レートとして貯蔵すると共に蓄冷する天然ガスのハイド
レートによるガス貯蔵設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】遠距離輸送用都市ガス導管或は、地域の
消費者に都市ガスを供給する主配管に沿って、都市ガス
を安価に安定して供給するために、天然ガスの貯蔵基地
を設置するのが一般的である。

【０００３】この例として、前者では米国に多く建設さ
れているピークシェービング用ＬＮＧ基地がその代表例
である。これは季節の差でガス需要が非常に異なり、需
要の多い季節（冬期）には導管で多量に需要地迄送らな
ければならなく、一方需要の少ない季節（夏期）には導
管は低負荷で使用されることになる。

【０００４】このように、変動するガス需要の最高に合
致した長距離配管を設置することは、非常にコスト高の
原因になる。

【０００５】このため、図３に示すように、需要の少な
い季節に遊びの多い高圧都市ガス導管（幹線）１０を利
用して、需要地域に近い場所に一時体積の小さいＬＮＧ
タンク１１を設置し、需要の少ない季節に液化装置１２
で導管からの天然ガスを液化してＬＮＧとしてＬＮＧタ
ンク１１に貯蔵し、需要か多くなる季節に、ＬＮＧタン
ク１１内のＬＮＧをポンプ１３にて気化器１４を通して
ガス化して、これを都市ガス分配配管網１５に供給し
て、需要のピークに対処している。このように、長距離
配管の有効利用を図ることにより、配管の建設投資を節
約して、ガスコストの低減を行っている。

【０００６】一方、地域に都市ガスを安定供給を図ると
共に、ピークシェービング用基地と同じように、ガス需
要の少ない夜間に供給幹線を有効に利用するために、需
要地域の近傍に図２に示すようにガスホルダ１６を設置
しているのが一般的である。

【０００７】図２において、１６は、需要地に設置され
た球形、円筒形に形成されたガスホルダで、高圧都市ガ
ス導管１０に開閉バルブ１７と圧力制御弁１８を介して
１〜２ｋｇ／ｃｍ² Ｇの中間圧力ガス供給管２２に供給
したり、その中間ガス供給管２０より減圧弁２３を介し
て一般家庭用等の低圧ガス供給管２４に供給したりして
いる。またこの中間ガス供給管２４にバルブ２５を介し
て有水槽ガスホルダー２６が接続され、そのガスホルダ
ー２６に貯蔵された都市ガスが、減圧弁２３を介して低
圧ガス供給管２４に供給するようにされる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示したＬＮＧのピークシェービング基地では、天然ガス
の液化のために単位重量当り消費されるエネルギー（電
気、ｅｔｃ）が非常に大きくなる（液化装置：大型＝約
４００Ｗｈ／ｋｇ，小型＝９００Ｗｈ／ｋｇ）。又、貯
蔵液体が非常に低温（約−１６０℃）のため、貯蔵容器
に使用する金属材料もステンレス，Ａｌ或いは９％Ｎｉ
鋼等と高価なものとなる。容器も高い断熱性能を有する
構造となり、コストアップの原因となっている。

【０００９】また、貯蔵容器は漏れた場合に液の拡散を
防止し、気化ガスの量を抑制して、危険範囲を狭くする
ために、法規で容器を防液提で囲むことが義務づけられ
ている。このため、設備の建設敷地も比較的広く必要と
する。

【００１０】図２に示した消費地近傍に設置されるガス
ホルダー１６は、通常約１０ｋｇ／ｃｍ² Ｇでガス状で
の貯蔵のため、単位容積当りの貯蔵密度が低いので、単
位エネルギー当りの容積が大きくなり、比較的広い建設
敷地を必要とする。又、期待される機能の点からガスホ
ルダは市街地城或いは近傍に設置されるため、危険性か
ら設置場所の選定が非常に難しい状況にある。

【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、これらピークシェービング用ＬＮＧ貯蔵設備或は消
費地域近傍に設置されるガスホルダ等の問題点につい
て、解決するもので、設置面積が少なく、しかも天然ガ
スを安全に貯蔵できると共に電気等のエネルギー消費を
少なくできる天然ガスのハイドレートによるガス貯蔵設
備を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、天然ガスを氷粒が形成された冷
水中に供給してハイドレートを生成すると共にこれを貯
留する天然ガス貯蔵用ハイドレートタンクと、貯留され
たハイドレートを導入して天然ガスと水に分離する分離
器と、分離器にいたるハイドレートを加熱すると共にこ
れを天然ガスのハイドレート生成時の冷熱源として蓄熱
する蓄熱器とを備えた天然ガスのハイドレートによるガ
ス貯蔵設備である。

【００１３】請求項２の発明は、蓄熱器は、天然ガスの
ハイドレートの分解温度より高い凝固点をもつ加熱用媒
体を収容し、この加熱用媒体で、上記分離器に供給され
るハイドレートを加熱して冷熱回収し、その冷熱回収で
加熱用媒体を凝固させ、これを貯留する請求項１記載の
天然ガスのハイドレートによるガス貯蔵設備である。

【００１４】請求項３の発明は、天然ガス貯蔵用ハイド
レートタンクは、冷却用の熱交換器を有し、その熱交換
器が、蒸発側熱交換器としてヒートポンプサイクルに組
み込まれると共にそのヒートポンプサイクルの凝縮側熱
交換器の冷熱源に蓄熱器が組み込まれる請求項１又は２
記載の蓄熱器を備えた天然ガスのハイドレートによるガ
ス貯蔵設備である。

【００１５】以上において、メタンを主成分とし、エタ
ン、プロパン成分が混合している天然ガスが、圧力と温
度条件が整えば水と結合してハイドレート（水和物）を
作ることが知られている。その時のハイドレート中の炭
化水素分子と水の結合割合はモル数及び重量比で次の通
りである。

【００１６】 モル比 重量比 メタン ＣＨ₄ ・５３／４Ｈ₂ Ｏ ＣＨ₄ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：６．４５ エタン Ｃ₂ Ｈ₆ ・７２／３Ｈ₂ Ｏ Ｃ₂ Ｈ₆ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：４．６ プロパンＣ₃ Ｈ₈ ・１７Ｈ₂ Ｏ Ｃ₃ Ｈ₈ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：６．９５ これらの成分から構成されるハイドレートは、温度が低
ければ低いほどその平衡圧力は低くなる。例えば、メタ
ン成分が９０モル％の場合、２７３Ｋでの平衡圧力は約
１ＭＰａ以下となり、その時ハイドレート中の天然ガス
含有量は約１３．６重量％である。この時のハイドレー
トの比重は１．０３〜１．０４である。従って、単位体
積当りの天然ガス貯蔵量は１４０ｋｇ／ｍ³ となる。

【００１７】これらの特性をべースにＬＮＧ貯蔵量１０
００トン、液化量１００トン／Ｄの条件で各基地の特性
を概略比較すると次のようになる。

【００１８】ＬＮＧ液化貯蔵（ピークシェービング）基
地、蓄冷型ＬＮＧ液化貯蔵（ピークシェービング）基
地、ガスホルダ基地、ＬＮＧサテライト基地、ハイドレ
ート貯蔵基地について比較する。

【００１９】ＬＮＧ液化基地を１００として割合で示
す。

【００２０】 LNG液化基地 蓄冷型LNG カ゛スホルタ゛ LNGサテライト ハイト゛レート 液化基地（高圧） 単位貯蔵容量 100 85 17 100 38 当りのエネルキ゛ 密度 製造電力 100 10 10 0 10 単位貯蔵容量 100 100 1100 35 90 （液化装置含）（液化装置含） 漏洩時ガス蒸発量 大 大 大 大 小 プール火災 大 大 なし 大 小 漏洩ガスの爆発 ＆燃焼 激 激 激 激 弱 設 備 費 100 30 90 13 15 ハイドレートは多量の水分を保持し、分解燃焼時には水
が遊離し、燃焼熱を水の蒸発熱で奪うためとハイドレー
トの分解熱も比較的高い（１８０Ｋｃａｌ／ｋｇ：Ｎ
Ｇ）ことにより、激しい燃焼にはならない。

【００２１】これらの性質を利用して天然ガスをハイド
レートとして貯蔵することで、危険性が少なく、しかも
低コストで貯蔵が行える。さらにこのハイドレートを利
用した蓄熱器を用いることで、熱回収が有効に行える。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００２３】図１は、本発明の蓄熱器を備えた天然ガス
のハイドレートによるガス貯蔵設備を示し、基本的には
天然ガスのガス導管３０からの天然ガスを導入し、これ
を水と結合させてハイドレートｈとすると共にこれを貯
蔵する天然ガス貯蔵用ハイドレートタンク３２と、起動
時など、ハイドレートタンク３２の熱交換器３３に冷媒
を供給して冷却するための冷凍機３４と、天然ガス貯蔵
用ハイドレートタンク３２内に貯蔵されたハイドレート
ｈを使用時に導入して、水と天然ガスに分離して天然ガ
スＮＧを消費系ライン３５に供給する分離器３６と、そ
の分離時にハイドレートｈを加熱すると共に冷熱を冷熱
用ハイドレートｋとして貯留する蓄熱器３８と、蓄熱器
３８と天然ガス貯蔵用ハイドレートタンク３２の熱交換
器３３とを結び蓄熱器３８の冷熱を天然ガス貯蔵用ハイ
ドレートタンク３２に戻すヒートポンプサイクル４０と
から構成される。

【００２４】次に、これらの構成を詳細に説明する。

【００２５】天然ガス貯蔵用ハイドレートタンク３２
は、内部に冷水ｗが貯留された容器４１からなり、その
冷水ｗの水面上に冷凍機３４に組み込まれた熱交換器３
３が設けられ、その熱交換器３３の上部に冷水ｗの噴射
管４２が設けられ、冷水ｗの水面下に天然ガスのガス導
管３０と接続されたガス分散管４３が設けられて構成さ
れる。

【００２６】ハイドレートタンク３２には、容器４１内
の冷水を、ポンプ４５にて抜き取ると共に噴射管４２か
ら噴射する冷水循環手段４６が接続される。この冷水循
環手段４６は、容器４１の略中央と下部に接続された冷
水抜き取りライン４７，４８と、そのライン４７，４８
に接続されたポンプ４５と、そのポンプ４５の吐出側と
噴射管４２とを結ぶ戻しライン５０とからなる。

【００２７】ガス分散管４３は、導入ライン５１に接続
され、その導入ライン５１が、ガス導管３０と減圧弁５
２を介して接続される。

【００２８】この導入ライン５１には、容器４１内の冷
水を抜き取ると共に天然ガスと共に冷水ｗをガス噴射管
４３から噴射する冷水噴射手段５３が接続される。この
冷水噴射手段５３は、その吸込側が容器４１内の水面近
くの冷水を抜き取るべく容器４１に接続され、他端が導
入ライン５１に接続された冷水噴射ライン５４と、その
ライン５４に接続されたポンプ５５と、そのポンプ５５
の吸込側と吐出側に接続されたバルブ５６，５７とから
なっている。

【００２９】冷凍機３４は、熱交換器３３からの戻り側
接続配管５８を介して接続された圧縮機６０と、その圧
縮機６０の吐出側に接続された凝縮器６１と、凝縮器６
１からの凝縮液を貯留するリキッドタンク６２と、その
リキッドタンク６２に接続された減圧弁６３からなり、
減圧弁６３が、送り側接続配管６４を介して熱交換器３
３に接続されて冷凍サイクルが形成される。この冷凍機
３４の冷媒は、プロパン等が用いられ、圧縮機６０で圧
縮された高温高圧の冷媒が、凝縮器６１に流れ、そこで
凝縮した後、リキッドタンク６２に貯留され、減圧弁６
３で減圧され、送り側接続配管６４を介して熱交換器３
３に流れ、そこで０℃以下（−５〜−１０℃）で蒸発し
て戻り側接続配管５８を介して圧縮機６０に戻るように
なっている。

【００３０】熱交換器３３の冷媒送り側接続配管６４よ
り分岐し、容器４１内の底部を冷却すると共に熱交換器
３３に戻す冷却ライン６５が接続される。

【００３１】ハイドレートタンク３２の容器４１の頂部
には未反応の天然ガスを圧縮機６６で昇圧して導入ライ
ン５１に戻すオフガスライン６７が接続される。

【００３２】容器４１の底部には生成したハイドレート
ｈを抜き取って分離器３６に導入するための抜き取りラ
イン７０が接続される。この抜き取りライン７０には、
バルブ７１とスラリーポンプ７２が接続され、その吐出
側に、分離器３６で分離された水とハイドレートと熱交
換する第１熱交換器７３と蓄熱器３８に組み込まれた第
２熱交換器７４が接続され、さらに補助熱交換器７５が
接続される。

【００３３】また抜き取りライン７０の吐出側は、バル
ブ７６を介して冷水噴射ライン５４に接続される。

【００３４】分離器３６内で分離された天然ガスは、そ
の頂部に接続した消費系ライン３５に供給され、水は、
底部に接続した水回収ライン７８より、第１熱交換器７
３を通し、冷水循環手段４６の戻しライン５０を介して
噴射管４２より容器４１に戻される。

【００３５】蓄熱器３８は、その容器８０内に、天然ガ
スのハイドレート分解温度（７℃）より凝固点の高いパ
ラキシレン（凝固点１３℃）等の加熱媒体８４が収容さ
れ、上部に液媒体８１が下部に凝固媒体８３が、比重差
により分離して貯留される。

【００３６】容器８０には、加熱用媒体８４の液媒体８
１，凝固媒体８３をそれぞれ抜き出す抜き出しライン８
５，８７が接続される。液媒体８１のライン８５には、
バルブ８８を介して抜き取りポンプ８９に接続され、凝
固体溶液８３のライン８７には、バルブ９０を介して抜
き取りポンプ９１が接続される。ライン８５は、二股に
分岐され、その一方がバルブ９２を介して凝固体溶液８
３側の抜き取りポンプ９１に接続される。

【００３７】これら抜き取りポンプ８９，９１の吐出側
には制御弁９５，９６が接続され、それら制御弁９５，
９６が三方切換弁９８に接続される。

【００３８】蓄熱器３８には、この抜き取りポンプ８
９，９１、制御弁９５，９６、三方切換弁９８を通り、
第二熱交換器７４を通って容器８０に戻る加熱・蓄熱ラ
イン１００が接続されると共に、三方切換弁９８よりヒ
ートポンプサイクル４０の凝縮器１０２を通って容器８
０に戻る蓄熱利用ライン１０４とが接続される。

【００３９】蓄熱器３８の容器８０内の上部の気相に
は、ダイヤフラム１０５が設けられ、気相に窒素ガス等
が封入されていて、容器８０内の液体、気体の膨張，収
縮による圧力変化をダイヤフラム１０５で防止してい
る。ダイヤフラム１０５内は約１ａｔｍに保持する。容
器８０には、ブリザバルブ１０６と窒素ガスの充填ノズ
ル１０７が設けられている。

【００４０】ヒートポンプサイクル４０は、戻り側接続
配管５８に吸入圧制御弁１１０を介して接続された圧縮
機１１１と、その圧縮機１１１の吐出側に接続された凝
縮器１０２と、リキッドタンク１１２と、そのリキッド
タンク１１２の冷媒出口と戻り側接続配管５８とを結ぶ
膨張弁１１３と、天然ガス貯蔵用ハイドレートタンク３
２の熱交換器３３とで構成される。

【００４１】このヒートポンプサイクル４０の冷媒の流
れは、熱交換器３３からの蒸発冷媒ガスが、戻り側接続
配管５８を介し、吸入圧制御弁１１０で、吸込圧力が制
御されて、圧縮機１１１に導入され、そこで高温高圧に
圧縮され、凝縮器１０２に流れ、そこで蓄熱気８の加熱
用媒体８４と熱交換して凝縮し、凝縮液がリキッドタン
ク１１２に貯留されると共に膨張弁１１３で減圧されて
熱交換器３３に流れ、そこで、噴射管３４から噴射され
る水と熱交換して蒸発して吸入圧制御弁１１０を介して
圧縮機１１１に戻る流れとなる。

【００４２】また熱交換器３３の出口側には温度コント
ローラ１１５が設けられ、そのコントローラ１１５の圧
縮機１１１の蒸発ガス吸込温度が所定温度となるよう膨
張弁１１３での弁開度（減圧比）が制御され、同時に接
続配管５８に接続した圧力コントローラ１１６で、吸入
圧制御弁１１０の弁開度が制御されて、吸込圧力が制御
されるようなっている。

【００４３】次に、天然ガスをハイドレートとして貯蔵
する操作を説明する。

【００４４】先ず、最初の起動は次のように行う。

【００４５】ハイドレートタンク３２の容器４１に水
を、内蔵されている熱交換器３３より低いレベル迄充填
する。次に、ポンプ４５を起動し容器４１内の水を噴射
管４２より熱交換器３３の上部から散水する。散水開始
後、圧縮機６０、凝縮器６１、リキッドタンク６２、減
圧弁６３等で構成されている冷凍機３４を起動させ、冷
媒（例：プロパン）を接続配管６４を通じて熱交換器３
３に導入する。

【００４６】熱交換器３３はパネル状の熱交換器で、パ
ネル内に配列されているチューブ側に冷媒が入り、直立
しているパネル表面上を散水された水が流下する。チュ
ーブ内では０℃以下（−５〜−１０℃）の温度で冷媒が
蒸発し、パネル表面の水は冷媒の蒸発熱により冷却され
氷結する。

【００４７】パネル表面には、氷が付着しないように氷
の剥離剤がコーティング（或は剥離性のある材質を使
用）してあるので、氷がパネル表面から容器４１内の水
面上に自重で落下し推積する（ハーベスト型製氷機）。
但し、氷が容器４１の水面上に蓄積できる構造であれ
ば、本構造の熱交に限定しなくても良い。又、容器４１
とは別個にして氷を容器４１に呼び込んでも良い。或る
程度容器４１内の水面上に氷が推積し、容器４１下部の
水温が約０℃になった時点で、高圧都市ガス導管３０か
ら都市ガス（天然ガス）を導入ライン５１を介し、容器
４１下部の水中にガス分散管４３を通して導入する。

【００４８】水中に分散されたガスは、約０℃に冷却さ
れた水と反応してハイドレートを作る。この反応は発熱
反応で、天然ガスの場合、約１８０Ｋｃａｌ／ｋｇであ
るため、水温を上昇させようとするが、水中に浮遊混在
している氷によって冷却（氷の融解熱：約８０Ｋｃａｌ
／ｋｇ）されるので、約０℃に平衡した圧力（０．９Ｍ
Ｐａ）でハイドレートｈが生成される。生成されたハイ
ドレートｈは前述したように、水ｗよりも比重が重いた
め、水中を沈下し容器４１下部に推積する。

【００４９】従つて、圧縮機６０側の冷凍機３４で、前
もって製造したい量のハイドレートの生成熱に相当した
熱量以上の氷を容器４１内に製造しておけば、ハイドレ
ート（圧力：０．９ＭＰａ）を製造することが出来る。

【００５０】冷凍機３４での氷の製造は、電力料金の安
い夜間に行い蓄冷するのが経済的に有利である。

【００５１】容器４１から払い出されるハイドレートｈ
と冷水ｗの混合物を、第１熱交換器７３を介し第２熱交
換器７４で加熱しハイドレートを分解する場合に、熱源
として蓄熱器３８に貯蔵されている、パラキシレン等の
液媒体８１の凝固熱（パラキシレンの場合、３８．５Ｋ
ｃａｌ／ｋｇ）を利用する。

【００５２】例えば、２．１ＭＰａＡ（ａｔａ）におけ
る天然ガスのハイドレートｈの分解温度は、約７℃であ
る。パラキシレンを液媒体８１に用いた場合、その凝固
点は、約１３℃である。

【００５３】従つて、液媒体８１の凝固点を、ハイドレ
ートｈの分解温度と適切な温度差がとれるような加熱用
媒体８４（蓄冷剤）を選定することにより発生した熱量
を、熱交換し得る伝熱面積を持った第２熱交換器７４に
より、天然ガスのハイドレートの分解吸熱により、液媒
体８１は熱を奪われて凝固し、凝固媒体８３となる。

【００５４】この凝固媒体８３は蓄熱器３８の容器８０
に送られて貯蔵される。この場合に、液媒体８１の全体
が凝固すると流動性がなくなるので、全体が凝固しない
よう十分な量の液媒体８１を流すことにより凝固が発生
した後も流動のための潤滑性が得られる。

【００５５】天然ガスハイドレートｈの分解熱は１８０
Ｋｃａｌ／ｋｇで、パラキシレン（液媒体８１）のそれ
は３８．５Ｋｃａｌ／ｋｇであるので、両流体の流量比
（重量比）の関係は、 １８０×Ｗ_C1 ＝３８．５×Ｗ_p → Ｗ_C1／Ｗ_p ＝
０．２１４ となる。

【００５６】両流体の重量比ＷR ＝（天然カ゛スハイト゛レート）
／（ハ゜ラキシレン 凝固体）は、 ＷR ＝ ６．３２ Ｗ_C1／Ｗ_p ＝１．３５ となる。

【００５７】これらの比率よりパラキシレンの流量を多
少多く流すことにより、天然ガスハイドレートは熱的に
は完全に分解され、天然ガスと水になる。

【００５８】液媒体８１を抜き出しライン８５より抜き
取り、ポンプ８９で液媒体８１を吸入加圧して、ポンプ
８９の吐出側で流量をコントロールして、三方切換弁９
８により第２熱交換器７４に流す。

【００５９】天然ガスハイドレートｈの分解は、昼間に
行われるので、分解中はパラキシレンの凝固媒体８３は
蓄熱器３８の容器８０の下部に推積（比重が重いため）
される。

【００６０】一方、ガス需要か少なく、導管３０に遊び
の多い夜間に天然ガスハイドレートｈを製造することに
なる。

【００６１】この時に容器４１での天然ガスハイドレー
ト生成熱と、蓄熱器３８でのパラキシレンの凝固媒体８
３の分解熱を、圧縮機１１１で構成されるヒートポンプ
システム４０で結び、天然ガスハイドレートｈの生成に
消費される電力の低減を図る。

【００６２】この蓄熱によるヒートポンプサイクル４０
の操作を夜間に行うことで、電気は夜間料金となるの
で、ランニングコストが非常にセーブ出来る有効なシス
テムである。

【００６３】ヒートポンプサイクル４０によるシステム
の運転は、次のように行う。

【００６４】容器４１は、ハイドレートｈの払い出し分
解により、上層の一部を除いては、分離器３６から返送
された水でほとんど満たされている。

【００６５】この水をポンプ５５（スラリーポンプ７
２）により吸引し、分離器３６、第１熱交換器７３を経
由して、熱交換器３３上に噴射管４２にて散水する。

【００６６】次にヒートポンプサイクル４０のリキッド
タンク１１２に貯蔵されている冷媒（例えばＣ₃ ）液
を、膨張弁１１３を通して熱交換器３３に導入し、熱交
換器３３の伝熱チューブ内を流れる間に、散水液と熱交
換し、散水液は氷結する。

【００６７】また、冷媒は、熱交換器３３内で、蒸発す
るように圧縮機１１１の吸入量を吸入弁１１０（或はア
ンローダー弁、バイパス弁等）で制御する。

【００６８】吸入弁１１０で、熱交換器３３内の圧力を
所定の値に維持することにより、その圧力に平衡した冷
媒の一定の蒸発温度を得る。例えば、蒸発温度を−５〜
−１０℃に設定し、散水から０℃で氷結するように所定
の熱量を熱交換し得る伝熱面積を熱交換器３３に備えれ
ば、連続的に氷を容器４１内に蓄積することができる。

【００６９】一方、圧縮機１１１で吸入され加圧された
蒸発ガス冷媒は、凝縮器１０２に送られ、蓄熱器３８か
ら送られて来る液媒体８１を含む凝固媒体８３と熱交換
（冷却）して凝縮する。

【００７０】凝縮器１０２で凝縮した冷媒はリキッドタ
ンク１１２を通して再循環使用される。

【００７１】冷却用の凝固媒体８３は、蓄熱器３８の容
器８０の下部からポンプ９１で吸引加圧され、ライン８
５，バルブ９２で吸引加圧された液媒体８１と混合（凝
固媒体８３の量の２０ｗｔ％程度）して、凝縮器１０２
に送られて圧縮機１１１の吐出側冷媒ガスを冷却する。
冷却に使用された凝固媒体８３は液媒体８１になり、蓄
熱利用ライン１０４にて蓄熱器３８に返送される。

【００７２】蓄熱器３８内の加熱用媒体８４は、比重の
差により、上層に液媒体８１、下部に凝固媒体８３が蓄
蔵されている。

【００７３】蓄熱器３８の気相圧力は、ハイドレートｈ
の分解熱で上昇する傾向になるので、ダイヤフラム１０
５の伸縮により約１ａｔｍに容器８０内の圧力を制御す
る。

【００７４】冷却に使用された加熱用媒体８４は、蓄熱
器３８の容器８０内に貯蔵され、次の天然ガスハイドレ
ートｈの出荷分解時の加熱源として、再使用される。

【００７５】上述のように、天然ガスハイドレートタン
ク３２の容器４１内に製造し、蓄積された氷層の下部の
水中に、天然ガスを吸き込むことにより、立上げ運転で
述べたようにして、ハイドレートｈが生成される。この
場合ガス導入ライン５１に、ポンプ４５により氷か混合
した水を送入すると、更に効果的に生成熱を奪うことか
出来て、効果的にハイドレートｈを生成することが出来
る。

【００７６】天然ガスハイドレートｈの製造には、圧縮
機１１１により構成されるヒートポンプシステム４０で
回収される冷熱量は、必要冷熱量の約８０％なので、圧
縮機６０により構成される冷凍機３４により補充（約２
０％）しなければならない。これら２つの装置は、接続
配管５８，６４で共に接続され、同時に運転して熱交換
器３３で製氷することができるシステムとなっている。
従って、両装置共に電気料金の安い夜間に運転すること
ができる。

【００７７】ヒートポンプシステム４０、冷凍機３４に
よる天然ガスハイドレートの製造運転は、それぞれの運
転条件が整えば、個別運転及び同時運転も可能なシステ
ムとなっている。

【００７８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、天然ガス
をハイドレートとして貯蔵することで、危険性が少な
く、しかも低コストで貯蔵が行える。さらにパラキシレ
ン等の凝固熱を利用した蓄熱器を用いることで、熱回収
が有効に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。

【図２】従来のＬＮＧピークシェービング基地を示す図
である。

【図３】従来のガスホルダ基地を示す図である。

【符号の説明】

３０ 天然ガス導管 ３２ 天然ガス貯蔵用ハイドレートタンク ３４ 冷凍機 ３６ 分離器 ３８ 蓄熱器 ４０ ヒートポンプサイクル ｈ ハイドレート ｗ 冷水

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天然ガスを氷粒が形成された冷水中に供
   給してハイドレートを生成すると共にこれを貯留する天
   然ガス貯蔵用ハイドレートタンクと、貯留されたハイド
   レートを導入して天然ガスと水に分離する分離器と、分
   離器にいたるハイドレートを加熱すると共にこれを天然
   ガスのハイドレート生成時の冷熱源として蓄熱する蓄熱
   器とを備えたことを特徴とする天然ガスのハイドレート
   によるガス貯蔵設備。
2. 【請求項２】 蓄熱器は、天然ガスのハイドレートの分
   解温度より高い凝固点をもつ加熱用媒体を収容し、この
   加熱用媒体で、上記分離器に供給されるハイドレートを
   加熱して冷熱回収し、その冷熱回収で加熱用媒体を凝固
   させ、これを貯留する請求項１記載の天然ガスのハイド
   レートによるガス貯蔵設備。
3. 【請求項３】 天然ガス貯蔵用ハイドレートタンクは、
   冷却用の熱交換器を有し、その熱交換器が、蒸発側熱交
   換器としてヒートポンプサイクルに組み込まれると共に
   そのヒートポンプサイクルの凝縮側熱交換器の冷熱源に
   蓄熱器が組み込まれる請求項１又は２記載の天然ガスの
   ハイドレートによるガス貯蔵設備。