WO2023219051A1 - 氷スラリー製造・使用方法 - Google Patents

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WO2023219051A1
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ice slurry
ice
brine
natural gas
producing
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English (en)
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Inventor
正樹 大野
Original Assignee
株式会社MARS Company
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00—Producing ice
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/02—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using ice, e.g. ice-boxes

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing and using ice slurry.
  • Patent Document 1 describes an air conditioner that generates ice slurry and uses the cold energy of the generated ice slurry to cool a room.
  • Patent Document 1 since it is necessary to generate ice slurry on the spot, the air conditioner tends to become large and the configuration becomes complicated. Furthermore, since energy is required to generate the ice slurry, the air conditioner has a large environmental impact.
  • the purpose of the present invention is to separate the place where ice slurry is produced and the place where it is used, reduce the environmental load by generating ice slurry using the cold energy of liquefied gas at the place of generation, and create ice slurry at the place of use.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing and using ice slurry that can suppress the increase in size and complexity of the structure of the equipment that uses it.
  • the place where the ice slurry is produced and the place where it is used are separated, and the ice slurry is produced using the cold energy of liquefied gas at the place where the ice slurry is produced, thereby reducing the environmental burden.
  • the place of use it is possible to suppress the increase in size and complexity of the configuration of equipment that uses ice slurry.
  • FIG. 1 is an overall diagram of a system implementing a method of producing and using ice slurry according to a preferred embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view of the ice making device.
  • FIG. 3 is a diagram showing how ice slurry is used in an air conditioning system.
  • FIG. 4 is a diagram showing how ice slurry is used for non-freezing low temperature preservation of objects to be kept cold.
  • FIG. 5 is a diagram showing a modification of the system shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a diagram showing a modification of the system shown in FIG. 1.
  • the upper side of the page is the vertically upper side
  • the lower side of the page is the vertically lower side.
  • the liquefied gas used in the method for producing and using ice slurry of the present invention is not particularly limited, but typically includes LNG (liquefied natural gas) and LPG (liquefied petroleum gas).
  • the liquefied gas may be anything other than LNG or LPG, such as liquefied carbon dioxide gas or liquefied ammonia.
  • LNG liquefied natural gas
  • LPG liquefied petroleum gas
  • liquefied gases other than LNG such as LPG can also be used in the same manner as LNG. It can be used for.
  • brine B is cooled by heat exchange between liquefied natural gas LNG as liquefied gas and brine B (salt water) to generate ice slurry I, and liquefied natural gas LNG is Evaporate and vaporize to generate natural gas NG.
  • the generated ice slurry I is then transported to its usage location, and the transported ice slurry I is used for the intended purpose at the usage location.
  • the cooling energy of the liquefied natural gas LNG can be effectively used for generating the ice slurry I without wasting it, so a system with less environmental load can be constructed.
  • it is not necessary to generate the ice slurry I at the place of use it is possible to suppress the increase in size and complexity of the configuration of the device that uses the ice slurry I.
  • ice slurry I are not particularly limited, but include, for example, non-freezing low-temperature storage or frozen storage of fresh foods (mainly marine products such as fish, shellfish, and crustaceans), air conditioning systems for cooling indoor rooms, etc. It will be done.
  • non-freezing low-temperature storage or frozen storage of fresh foods mainly marine products such as fish, shellfish, and crustaceans
  • air conditioning systems for cooling indoor rooms etc. It will be done.
  • the method for producing and using the ice slurry will be explained in detail.
  • natural gas NG For example, Japan relies on imports for most of its natural gas NG.
  • natural gas NG is converted into liquefied natural gas LNG at a temperature of about -162°C by a liquefaction plant installed in a foreign natural gas field 9, and then transported to an LNG tanker 8. and transported (shipped) to approximately 40 receiving bases1 in Japan. This is generally the same in other countries that import natural gas NG.
  • the receiving terminal 1 includes an LNG tank 2 that temporarily stores the transported liquefied natural gas LNG, and a tank 2 that vaporizes the liquefied natural gas LNG stored in the LNG tank 2 to generate the required amount of natural gas NG.
  • a vaporizer 3 and an odorizer 4 that adds a scent to the natural gas NG produced by the vaporizer 3 are installed.
  • the natural gas NG scented by the odorizer 4 is stored in a gas holder 5 installed at various locations in the city, and from there is sent to each contracted building 6 through a gas pipe.
  • an ice making device 30 is used as the vaporizer 3, and ice slurry I is generated from brine B by heat exchange between liquefied natural gas LNG and brine B.
  • Natural gas NG is produced by evaporating and vaporizing LNG. Although it depends on the salt concentration, brine B has a temperature of about -20°C to 0°C, whereas liquefied natural gas LNG has a temperature of about -162°C. Therefore, much heat is exchanged between the two, and ice slurry I and natural gas NG are efficiently generated. In this way, by effectively utilizing the cold energy of liquefied natural gas LNG, it is possible to reduce the environmental load.
  • the ice making device 30 is a device that continuously generates ice slurry I using brine B as a raw material.
  • Ice slurry I refers to sherbet-like ice in which fine ice is turbid in salt water, and may also be called slurry ice, ice slurry, slurry ice, etc.
  • the salt concentration of the brine B is not particularly limited, and is appropriately set depending on the intended use of the ice slurry I.
  • the ice making device 30 includes a heat exchanger 31 in which heat exchange is performed between liquefied natural gas LNG and brine B, and a liquid level meter that measures the amount of liquefied natural gas LNG in the heat exchanger 31. It has a section 32.
  • the ice making device 30 also includes a pipe 331 connecting the LNG tank 2 and the heat exchanger 31, a pipe 332 connecting the heat exchanger 31 and the odorizer 4, and a liquid level located in the middle of the pipe 331. It has an adjustment valve 34.
  • Each of these elements constitutes a gas flow path through which the liquefied natural gas LNG flows.
  • liquefied natural gas LNG in the LNG tank 2 is supplied to the heat exchanger 31 via the pipe 331, and is evaporated and vaporized by heat exchange with brine B in the heat exchanger 31, resulting in natural gas NG. and is supplied to the odorizer 4 via the piping 332.
  • the amount of liquefied natural gas LNG supplied to the heat exchanger 31 is adjusted by a liquid level adjustment valve 34 installed upstream of the heat exchanger 31.
  • the liquid level adjustment valve 34 can be adjusted not only ON/OFF, but also in multiple stages or steplessly with an opening degree of 0 to 100%.
  • the amount of liquefied natural gas LNG supplied to the heat exchanger 31 is adjusted by the liquid level adjustment valve 34, and the amount of liquefied natural gas LNG in the heat exchanger 31, that is, the liquid of liquefied natural gas LNG is adjusted.
  • the surface height is maintained at the target liquid level height.
  • the heat exchanger 31 includes a main heat exchanger 311 and a sub heat exchanger 315.
  • the main heat exchanger 311 includes an outer tube 312 and an inner tube 313 disposed coaxially inside the outer tube 312.
  • the outer tube 312 and the inner tube 313 are installed upright, with their axes pointing in the vertical direction.
  • the main heat exchanger 311 is a vertical double-tube evaporator.
  • the main heat exchanger 311 is of a liquid-filled type, and almost the entire space between the outer tube 312 and the inner tube 313 is filled with liquefied natural gas LNG.
  • the space will also be referred to as "liquefied natural gas storage section 314.”
  • brine B flows inside the inner tube 313 from the upper side to the lower side. Therefore, heat exchange between the brine B and the liquefied natural gas LNG is performed through the wall surface of the inner tube 313.
  • the liquefied natural gas LNG is in direct contact with the outer peripheral surface of the inner pipe 313, so high work efficiency can be achieved, and the heat exchange efficiency between the liquefied natural gas LNG and the brine B can be increased. can. Therefore, ice slurry I and natural gas NG can be efficiently generated.
  • the liquefied natural gas LNG has an ultra-low temperature of about -162°C
  • the amount of work of the liquefied natural gas LNG is large and the brine B can be cooled in a short time. Therefore, the brine B becomes more likely to freeze, and there is a high possibility that ice will adhere to the inner wall of the inner tube 313.
  • the volume inside the inner tube 313 gradually decreases, and accordingly, the cooling efficiency of the brine B gradually decreases, and eventually the inner tube 313 becomes blocked. Circulation of Brine B may become impossible.
  • a rotating blade may be installed inside the inner tube 313 to scrape off the ice attached to the inner wall.
  • the blades of the rotating blade may be in contact with the inner wall of the inner tube 313 or may be in non-contact.
  • the ice removal effect is improved, but on the other hand, higher dimensional accuracy and mounting accuracy of the rotating blade are required.
  • the ice removal effect is slightly inferior to that in the former case, but there is margin for dimensional accuracy and installation accuracy, and the device configuration is simpler.
  • the sub heat exchanger 315 is installed parallel to the main heat exchanger 311 in the horizontal direction.
  • the sub heat exchanger 315 is a tube whose lower end is closed. Further, the sub heat exchanger 315 is installed vertically, and its axis faces in the vertical direction.
  • Such a sub heat exchanger 315 is connected to the liquefied natural gas storage section 314 via a pair of pipes 316. Therefore, the liquefied natural gas LNG supplied to the liquefied natural gas storage section 314 is also supplied to the sub heat exchanger 315 through these pipes 316.
  • the natural gas NG produced by evaporation and vaporization through heat exchange with brine B in the main heat exchanger 311 is supplied to the odorizer 4 from the upper end of the sub heat exchanger 315 through a pipe 332. Ru.
  • the liquid level measurement unit 32 is installed in the sub heat exchanger 315 and has a liquid level detection sensor 321 that measures the liquid level height of the liquefied natural gas LNG in the sub heat exchanger 315. Since the liquid level height of the liquefied natural gas LNG in the sub heat exchanger 315 is equal to the liquid level height of the liquefied natural gas LNG in the main heat exchanger 311, the liquid level of the liquefied natural gas LNG in the sub heat exchanger 315 By measuring the surface height, the liquid level height of the liquefied natural gas LNG in the main heat exchanger 311 can be measured.
  • the temperature inside the liquefied natural gas storage section 314 can be improved without impeding the heat exchange between the liquefied natural gas LNG and the brine B.
  • the liquid level height of liquefied natural gas LNG can be detected.
  • the configuration of the liquid level measuring section 32 is not particularly limited.
  • the ice making device 30 also includes a storage tank 35 that stores the brine B and the generated ice slurry I, and a pump 36 that circulates the brine B.
  • the ice making device 30 also includes a pipe 381 that connects the storage tank 35 and the heat exchanger 31, and a pipe 382 that connects the heat exchanger 31 and the storage tank 35. is installed. Each of these elements constitutes a brine circulation path through which brine B circulates.
  • the storage tank 35 is provided with a stirring blade 351 that stirs the brine B and ice slurry I in the tank, and a motor 352 that rotates the stirring blade 351. Thereby, agglomeration of the ice slurry I within the storage tank 35 can be suppressed.
  • a discharge pipe 353 for discharging the ice slurry I stored in the tank is installed in the storage tank 35. When using the ice slurry I, the ice slurry I is discharged from the discharge pipe 353. Only the amount used needs to be discharged.
  • brine B in the storage tank 35 is supplied to the heat exchanger 31 through the piping 381 by driving the pump 36, and is cooled by heat exchange with the liquefied natural gas LNG in the heat exchanger 31. be done.
  • Brine B cooled by the heat exchanger 31 is returned to the storage tank 35 through the piping 382, and is supplied to the heat exchanger 31 through the piping 381 again.
  • the brine circulation path cools brine B and continuously produces ice slurry I by repeating such a brine circulation cycle.
  • the ice making device 30 has a control device that controls the driving of each part of the ice making device 30.
  • the control device is composed of, for example, a computer, and includes a processor that processes information and a memory communicatively connected to the processor.
  • Various programs necessary for operating the ice making device 30 are stored in the memory.
  • the processor reads and executes various programs stored in memory. Thereby, the operation of the ice making device 30 as described below is realized.
  • the ice making device 30 as the vaporizer 3 has been described above. Note that the ice making device 30 is not particularly limited as long as it can cool the brine B using the cold energy of the liquefied natural gas LNG and generate the ice slurry I.
  • the building 6 is equipped with an ice slurry storage tank 71 and an air conditioner 72 installed indoors as an air conditioning system 7.
  • a pipe line 73 connecting the air outlet 722 passes through the ice slurry storage tank 71.
  • the ice slurry storage tank 71 stores a sufficient amount of ice slurry I generated by the ice making device 30, and when the indoor air sucked from the suction port 721 passes through the ice slurry storage tank 71, it becomes ice slurry. It is cooled by the cold energy of I and is blown into the room from the air outlet 722. This allows the room to be cooled. According to ice slurry I, the temperature of ice slurry I is maintained near the melting point of brine B until the ice component (solid component) melts due to the action of latent heat.
  • the air conditioning system 7 is not particularly limited as long as it utilizes the ice slurry I.
  • it may be a conventionally known ice storage type air conditioning system.
  • the salt concentration of the brine B which is a raw material for the ice slurry I used in the air conditioning system 7, is preferably as high as possible, and more preferably in a saturated state. That is, it is preferable that brine B is saturated salt water.
  • the higher the salt concentration, the lower the melting point of brine B, and the melting point of brine B in a saturated state is about -20°C. Therefore, the ice slurry I becomes lower in temperature, and the above-mentioned air conditioning effect is enhanced.
  • the ice slurry I is the non-freezing, low-temperature preservation of marine products such as fish, shellfish, and crustaceans (materials to be kept frozen F).
  • the object F to be kept cold is placed in a heat insulation box 100 made of expanded polystyrene, and the ice slurry I is filled therein. Since the ice slurry I has a large specific surface area, it can quickly cool the object F to be kept cold. Further, due to the effect of the latent heat described above, the object F to be kept cold can be stored at a low temperature for a long time. Therefore, the object F can be kept cold for a long time while maintaining the freshness of the object F. Moreover, the ice slurry I is soft and will not damage the object to be kept cool even if it comes into contact with (collides with) the object to be kept cool.
  • the salt concentration of the brine B which is the raw material for the ice slurry I used for non-freezing preservation of the object F to be kept cold, is about 1%.
  • the melting point of brine B becomes about -1°C, and the temperature of ice slurry I is maintained at about -1°C.
  • Marine products such as fish freeze at around -2°C, so by maintaining the temperature of ice slurry I at around -1°C, marine products can be stored at lower temperatures for longer periods of time while preventing them from freezing. . Therefore, the above-mentioned effect becomes more significant.
  • the ice slurry I is transferred from the ice making device 30 to the place of use, specifically, the building 6 in the case of the air conditioning system 7, the fish port, the fish market, etc. in the case of non-frozen storage of the object F.
  • the conveying means is not particularly limited.
  • a dedicated transport vehicle equipped with a tank for storing the ice slurry I may be used, or a heat insulating box made of styrene foam or the like may be filled with the ice slurry I and transported.
  • the ice slurry I may be transported using a pipe, a conveyor, etc., or may be transported manually.
  • the method for producing and using ice slurry of the present embodiment includes a generation step of cooling brine B by heat exchange between liquefied natural gas LNG and brine B to generate ice slurry I, and converting ice slurry I into ice.
  • the method includes a step of transporting the slurry I to a place of use, and a step of using the ice slurry I at the place of use.
  • the cooling energy of the liquefied natural gas LNG can be effectively used to generate the ice slurry I without wasting it, so a system with less environmental load can be constructed.
  • it is not necessary to generate the ice slurry I at the place of use it is possible to suppress the increase in size and complexity of the configuration of the device that uses the ice slurry I.
  • brine B was used as the raw material (liquid) for the ice slurry I, but the raw material is not limited to this.
  • water various types of drinking water, various aqueous solutions such as a calcium chloride aqueous solution may be used.
  • the ice making device 30 is installed as the vaporizer 3, but the invention is not limited to this.
  • the pipe 331 part or all of the liquefied natural gas LNG traveling from the LNG tank 2 to the vaporizer 3 may be branched and introduced into the ice making device 30 for use in producing the ice slurry I.
  • the amount of natural gas NG produced and the amount of ice slurry I produced can be set independently.
  • the ice making device 30 is simply added to the existing equipment of the receiving base 1, construction costs can be reduced.
  • the pipes 332 join on the downstream side of the vaporizer 3, but the joining point is not particularly limited, and may be on the upstream side of the vaporizer 3, for example. .
  • the ice making device 30 is installed at the receiving base 1, but the ice making device 30 can be installed at any place that has an LNG tank for temporarily storing liquefied natural gas LNG or a place adjacent thereto.
  • the installation location is not particularly limited.
  • the method for producing and using ice slurry includes a generation step of cooling brine B by heat exchange with brine B and liquefied gas such as liquefied natural gas LNG to generate ice slurry I;
  • the method includes a step of transporting the ice slurry I to a place of use, and a step of using the ice slurry I at the place of use.
  • the cooling energy of the liquefied gas can be effectively used to generate the ice slurry I without wasting it, so a system with less environmental load can be constructed.
  • the method for producing and using ice slurry has industrial applicability.

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Abstract

氷スラリーの生成場所と使用場所とを分け、生成場所においては液化ガスの冷熱エネルギーを利用して氷スラリーを生成することにより環境負荷を低減し、使用場所においては氷スラリーを使用する装置の大型化や構成の複雑化を抑えることができる。　氷スラリー製造・使用方法は、液化ガスとしての液化天然ガスＬＮＧとブラインＢとの熱交換によりブラインＢを冷却し、氷スラリーＩを生成する生成ステップと、氷スラリーＩを氷スラリーＩの使用場所に搬送する搬送ステップと、使用場所において氷スラリーＩを使用する使用ステップと、を有する。

Description

氷スラリー製造・使用方法
　本発明は、氷スラリー製造・使用方法に関する。
　例えば、特許文献１には、氷スラリーを生成し、生成した氷スラリーの冷熱エネルギーを利用して室内を冷やす空調装置が記載されている。
特開平０８－２４７５０５号公報
　しかしながら、特許文献１では、その場で氷スラリーを生成する必要があるため、空調装置が大型になり易く、構成が複雑化する。また、氷スラリーを生成するためのエネルギーが必要となるため、環境負荷が大きい空調装置となる。
　本発明の目的は、氷スラリーの生成場所と使用場所とを分け、生成場所においては液化ガスの冷熱エネルギーを利用して氷スラリーを生成することにより環境負荷を低減し、使用場所においては氷スラリーを使用する装置の大型化や構成の複雑化を抑えることができる氷スラリー製造・使用方法を提供することにある。
　このような目的は、下記の本発明により達成される。
　（１）　液化ガスとブラインとの熱交換によりブラインを冷却し、氷スラリーを生成する生成ステップと、
　前記氷スラリーを前記氷スラリーの使用場所に搬送する搬送ステップと、
　前記使用場所において前記氷スラリーを使用する使用ステップと、を有することを特徴とする氷スラリー製造・使用方法。
　（２）　前記生成ステップでは、前記熱交換により前記液化ガスを気化してガスを生成する上記（１）に記載の氷スラリー製造・使用方法。
　（３）　前記ブラインは、飽和塩水である上記（１）に記載の氷スラリー製造・使用方法。
　（４）　前記生成ステップは、前記液化ガスの受け入れ基地内または前記受け入れ基地に隣接して設置された製氷装置で行われる上記（１）に記載の氷スラリー製造・使用方法。
　（５）　前記製氷装置は、満液式の熱交換器を有する上記（４）に記載の氷スラリー製造・使用方法。
　（６）　前記使用ステップでは、前記氷スラリーの冷熱エネルギーを空調システムに利用する上記（１）に記載の氷スラリー製造・使用方法。
　（７）　前記使用ステップでは、前記氷スラリーの冷熱エネルギーを被保冷物の非凍結低温保存に利用する上記（１）に記載の氷スラリー製造・使用方法。
　本発明の氷スラリー製造・使用方法によれば、氷スラリーの生成場所と使用場所とを分け、生成場所においては液化ガスの冷熱エネルギーを利用して氷スラリーを生成することにより環境負荷を低減し、使用場所においては氷スラリーを使用する装置の大型化や構成の複雑化を抑えることができる。
図１は、好適な実施形態に係る氷スラリー製造・使用方法を実現するシステムの全体図である。 図２は、製氷装置の断面図である。 図３は、氷スラリーを空調システムに使用した様子を示す図である。 図４は、氷スラリーを被保冷物の非凍結低温保存に使用した様子を示す図である。 図５は、図１に示すシステムの変形例を示す図である。 図６は、図１に示すシステムの変形例を示す図である。
　以下、本発明の氷スラリー製造・使用方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、図２では、紙面上側が鉛直方向上側であり、紙面下側が鉛直方向下側である。
　なお、本発明の氷スラリー製造・使用方法で用いる液化ガスとしては、特に限定されないが、典型的には、ＬＮＧ（液化天然ガス）、ＬＰＧ（液化石油ガス）が挙げられる。ただし、液化ガスとしては、液化炭酸ガス、液化アンモニア等、ＬＮＧ、ＬＰＧ以外のいかなるものであってもよい。以下の実施形態では、説明の便宜上、液化ガスとしてＬＮＧを用いる例について代表して説明するが、本発明の氷スラリー製造・使用方法では、ＬＰＧ等のＬＮＧ以外の液化ガスについても、ＬＮＧと同様に用いることができる。
　本実施形態の氷スラリー製造・使用方法では、液化ガスとしての液化天然ガスＬＮＧとブラインＢ（塩水）との熱交換によりブラインＢを冷却して氷スラリーＩを生成すると共に、液化天然ガスＬＮＧを蒸発・気化させて天然ガスＮＧを生成する。そして、生成された氷スラリーＩをその使用場所まで搬送し、搬送した氷スラリーＩを使用場所において目的の用途に使用する。このような方法によれば液化天然ガスＬＮＧの冷熱エネルギーを無駄にすることなく氷スラリーＩの生成に有効活用することができるため、環境負荷の少ないシステムを構築することができる。また、使用場所での氷スラリーＩの生成が不要となるため、氷スラリーＩを使用する装置の大型化や構成の複雑化を抑えることもできる。
　氷スラリーＩの使用用途としては、特に限定されないが、例えば、生鮮食品（主に、魚類、貝類、甲殻類等の海産物）の非凍結低温保存または凍結保存、室内を冷房する空調システム等が挙げられる。以下、氷スラリー製造・使用方法について詳細に説明する。
　まず、天然ガスＮＧについて簡単に説明する。例えば、日本においては、天然ガスＮＧのほとんどを輸入に頼っている。そして、図１に示すように、輸送効率を高めるため、天然ガスＮＧは、外国の天然ガス田９に設置された液化プラントによって－１６２℃程度の液化天然ガスＬＮＧにされ、ＬＮＧタンカー８を用いて日本にある約４０カ所の受け入れ基地１に輸送（海運）される。これは、天然ガスＮＧを輸入している他の国でも概ね同じである。
　また、受け入れ基地１には、輸送された液化天然ガスＬＮＧを一時的に保管するＬＮＧタンク２と、ＬＮＧタンク２に保管された液化天然ガスＬＮＧを気化して必要量の天然ガスＮＧを生成する気化器３と、気化器３で生成された天然ガスＮＧに匂いを付ける付臭器４と、が設置されている。付臭器４で臭い付けされた天然ガスＮＧは、市街地等の各所に設置されたガスホルダー５に貯留され、そこからガス管を通って契約先の各建物６に送られる。
　従来では、気化器３として海水シャワーを用いた構成が一般的に使用されているが、これでは、液化天然ガスＬＮＧの冷熱エネルギーを有効活用することができず、環境負荷が大きい。そこで、本実施形態の氷スラリー製造・使用方法では、気化器３として製氷装置３０を用い、液化天然ガスＬＮＧとブラインＢとの熱交換によってブラインＢから氷スラリーＩを生成すると共に、液化天然ガスＬＮＧを蒸発・気化させて天然ガスＮＧを生成する。塩分濃度にもよるがブラインＢが－２０℃～０℃程度であるのに対して、液化天然ガスＬＮＧは－１６２℃程度である。そのため、両者の間で多くの熱が交換され、氷スラリーＩおよび天然ガスＮＧが効率的に生成される。このように、液化天然ガスＬＮＧの冷熱エネルギーを有効活用することにより、環境負荷の低減を図ることができる。
　次に、製氷装置３０について説明する。製氷装置３０は、ブラインＢを原料として氷スラリーＩを連続的に生成する装置である。氷スラリーＩとは、塩水中に微細な氷が混濁したシャーベット状の氷をいい、スラリー氷、アイススラリー、スラリーアイス等とも呼ばれる場合がある。なお、ブラインＢの塩分濃度としては、特に限定されず、氷スラリーＩの使用用途によって適宜設定される。
　図２に示すように、製氷装置３０は、液化天然ガスＬＮＧとブラインＢとの熱交換が行われる熱交換器３１と、熱交換器３１内の液化天然ガスＬＮＧの量を計測する液面計測部３２と、を有する。また、製氷装置３０は、ＬＮＧタンク２と熱交換器３１とを接続する配管３３１と、熱交換器３１と付臭器４とを接続する配管３３２と、配管３３１の途中に配置された液面調整バルブ３４と、を有する。そして、これら各要素により、液化天然ガスＬＮＧが流れるガス流路が構成されている。
　ガス流路では、ＬＮＧタンク２内の液化天然ガスＬＮＧが配管３３１を介して熱交換器３１に供給され、熱交換器３１内でのブラインＢとの熱交換により蒸発・気化して天然ガスＮＧとなり、配管３３２を介して付臭器４に供給される。なお、熱交換器３１に供給される液化天然ガスＬＮＧの量は、熱交換器３１の上流側に設置された液面調整バルブ３４により調整される。液面調整バルブ３４は、ＯＮ／ＯＦＦのみならず、０～１００％の開度で多段階または無段階に調整可能である。
　製氷装置３０の運転中は、液面調整バルブ３４によって熱交換器３１へ供給する液化天然ガスＬＮＧの量が調整され、熱交換器３１内の液化天然ガスＬＮＧの量すなわち液化天然ガスＬＮＧの液面高さが目標液面高さに保たれる。これにより、ブラインＢを安定して連続冷却することができ、均質な氷スラリーＩを効率的に生成することができる。
　熱交換器３１は、メイン熱交換器３１１と、サブ熱交換器３１５と、を有する。メイン熱交換器３１１は、外管３１２と、外管３１２の内側に同軸的に配置された内管３１３と、を有する。外管３１２および内管３１３は、立てて設置され、軸が鉛直方向を向く。つまり、メイン熱交換器３１１は、竪置き型二重管式蒸発器である。
　メイン熱交換器３１１は、満液式であり、外管３１２と内管３１３との間のスペースのほぼ全部が液化天然ガスＬＮＧで満たされる。なお、以下では当該スペースを「液化天然ガス貯留部３１４」とも言う。一方、ブラインＢは、内管３１３内を上側から下側に向けて流れる。そのため、内管３１３の壁面を介してブラインＢと液化天然ガスＬＮＧとの熱交換が行われる。満液式のメイン熱交換器３１１では、液化天然ガスＬＮＧが内管３１３の外周面に直に接するため高い仕事効率を発揮でき、液化天然ガスＬＮＧとブラインＢとの熱交換効率を高めることができる。そのため、氷スラリーＩおよび天然ガスＮＧを効率的に生成することができる。
　ここで、液化天然ガスＬＮＧが－１６２℃程度の超低温であるため、液化天然ガスＬＮＧの仕事量が大きく、ブラインＢを短時間で冷却することができるが、その反面、メイン熱交換器３１１内でブラインＢが凍結し易くなり、内管３１３の内壁に氷が付着するおそれが高くなる。内管３１３の内壁に氷が付着して成長を続けると、内管３１３内の容積が次第に小さくなり、それに合わせてブラインＢの冷却効率が次第に低下し、最終的には内管３１３が塞がってブラインＢの循環が不能となる可能性がある。
　そこで、内壁に付着した氷を削り取るための回転ブレードを内管３１３内に設置してもよい。回転ブレードを内管３１３の中心軸まわりに回転させることで内壁に付着した氷を掻き取ることができ、内管３１３内での氷の成長が抑えられ、氷スラリーＩの生成効率の低下を抑制することができる。また、回転ブレードの回転によって内管３１３内を流れるブラインＢに渦巻状の対流が生じる。そのため、液化天然ガスＬＮＧとブラインＢとの熱交換効率が高まり、ブラインＢを効率的にムラなく冷却することができる。
　回転ブレードの羽根は、内管３１３の内壁と接触していてもよいし、非接触であってもよい。前者の場合には、氷除去効果が向上するが、その反面、より高い回転ブレードの寸法精度および取り付け精度が求められる。後者の場合には、前者と比べて氷除去効果が若干劣るが、寸法精度および取り付け精度に余裕が生じ、装置構成がより簡単となる。
　サブ熱交換器３１５は、メイン熱交換器３１１と水平方向に並んで設置されている。サブ熱交換器３１５は、下端が閉止された管である。また、サブ熱交換器３１５は、立てて設置され、その軸が鉛直方向を向く。このようなサブ熱交換器３１５は、一対の配管３１６を介して液化天然ガス貯留部３１４に接続されている。そのため、液化天然ガス貯留部３１４に供給された液化天然ガスＬＮＧは、これら配管３１６を通ってサブ熱交換器３１５にも供給される。そして、メイン熱交換器３１１でのブラインＢとの熱交換により蒸発・気化して生成された天然ガスＮＧは、サブ熱交換器３１５の上端部から配管３３２を通って付臭器４に供給される。
　液面計測部３２は、サブ熱交換器３１５に設置され、サブ熱交換器３１５内の液化天然ガスＬＮＧの液面高さを計測する液面検出センサー３２１を有する。サブ熱交換器３１５内の液化天然ガスＬＮＧの液面高さは、メイン熱交換器３１１内の液化天然ガスＬＮＧの液面高さと等しいため、サブ熱交換器３１５内の液化天然ガスＬＮＧの液面高さを計測することにより、メイン熱交換器３１１内の液化天然ガスＬＮＧの液面高さを計測することができる。このように、液化天然ガス貯留部３１４と異なる場所に液面検出センサー３２１を設置することにより、液化天然ガスＬＮＧとブラインＢとの熱交換を阻害することなく、液化天然ガス貯留部３１４内の液化天然ガスＬＮＧの液面高さを検出することができる。ただし、液面計測部３２の構成としては、特に限定されない。
　また、製氷装置３０は、ブラインＢおよび生成された氷スラリーＩを貯留する貯留タンク３５と、ブラインＢを循環させるためのポンプ３６と、を有する。また、製氷装置３０は、貯留タンク３５と熱交換器３１とを接続する配管３８１と、熱交換器３１と貯留タンク３５とを接続する配管３８２と、を有し、配管３８１の途中にポンプ３６が設置されている。これら各要素により、ブラインＢが循環するブライン循環路が構成されている。
　また、貯留タンク３５には、タンク内のブラインＢおよび氷スラリーＩを撹拌する撹拌羽根３５１と、撹拌羽根３５１を回転させるモーター３５２と、が設置されている。これにより、貯留タンク３５内での氷スラリーＩの凝集を抑制することができる。また、貯留タンク３５には、タンク内に貯留された氷スラリーＩを排出するための排出管３５３が設置されており、氷スラリーＩを使用する際には、この排出管３５３から氷スラリーＩを使用量だけ排出すればよい。
　製氷装置３０の運転中は、ポンプ３６の駆動により貯留タンク３５内のブラインＢが配管３８１を通って熱交換器３１に供給され、熱交換器３１内の液化天然ガスＬＮＧとの熱交換により冷却される。熱交換器３１で冷却されたブラインＢは、配管３８２を通って貯留タンク３５に戻され、再び配管３８１を通って熱交換器３１に供給される。ブライン循環路は、このようなブライン循環サイクルを繰り返すことにより、ブラインＢを冷却し、氷スラリーＩを連続的に生成する。
　また、製氷装置３０は、製氷装置３０の各部の駆動を制御する制御装置を有する。制御装置は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサーと、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、を有する。メモリーには製氷装置３０の運転に必要な各種プログラムが保存されている。プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行する。これにより、以下に説明するような製氷装置３０の運転が実現される。
　以上、気化器３としての製氷装置３０について説明した。なお、製氷装置３０としては、液化天然ガスＬＮＧの冷熱エネルギーを用いてブラインＢを冷却し、氷スラリーＩを生成することができれば、特に限定されない。
　次に、製氷装置３０で生成された氷スラリーＩの使用用途について説明する。１つの使用用途として空調システム７が挙げられる。例えば、図３に示すように、建物６には、空調システム７として、氷スラリー貯留タンク７１と、室内に設置された空調機７２と、が設置されており、空調機７２の吸引口７２１と吹出口７２２とを繋ぐ管路７３が氷スラリー貯留タンク７１を通過している。
　氷スラリー貯留タンク７１には、製氷装置３０で生成された氷スラリーＩが十分に貯留されており、吸引口７２１から吸引された室内の空気は、氷スラリー貯留タンク７１を通過する際に氷スラリーＩの冷熱エネルギーによって冷却され、吹出口７２２から室内に吹き出される。これにより、室内を冷房することができる。氷スラリーＩによれば、潜熱の作用によって氷成分（個体成分）が融解するまで、氷スラリーＩの温度がブラインＢの融点付近に維持される。固体を液体とするための融解熱は、液体の比熱と比べて非常に高いため、氷スラリーＩが高効率の蓄熱材として機能し、より長時間室内の空気を冷却することができる。なお、空調システム７としては、氷スラリーＩを利用するものであれば、特に限定されない。例えば、従来から知られている氷蓄熱式空調システムであってもよい。
　ここで、空調システム７に用いられる氷スラリーＩの原料となるブラインＢの塩分濃度は、高い程好ましく、飽和状態であることがより好ましい。つまり、ブラインＢは、飽和塩水であることが好ましい。塩分濃度が高い程、ブラインＢの融点が低くなり、飽和状態のブラインＢの融点は、－２０℃程度である。そのため、氷スラリーＩがより低温となり、上述の空調効果が高まる。
　また、氷スラリーＩの別の使用用途として、魚類、貝類、甲殻類等の海産物（被保冷物Ｆ）の非凍結低温保存が挙げられる。この場合、図４に示すように、発泡スチロール製の保温箱１００に被保冷物Ｆを投入し、氷スラリーＩを充填する。氷スラリーＩは、比表面積が大きいため、被保冷物Ｆを素早く冷却することができる。また、上述した潜熱の効果によって、被保冷物Ｆを長時間低温保存することができる。そのため、被保冷物Ｆの鮮度を保ちつつ、長時間にわたって被保冷物Ｆを保冷することができる。また、氷スラリーＩは、柔らかく、被保冷物Ｆとの接触（衝突）によっても被保冷物を傷付けることがない。
　ここで、被保冷物Ｆの非凍結保存に用いられる氷スラリーＩの原料となるブラインＢの塩分濃度は、１％程度であることが好ましい。これにより、ブラインＢの融点が－１℃程度となり、氷スラリーＩの温度が－１℃程度に維持される。魚等の海産物は、－２℃程度で凍結が生じるため、氷スラリーＩの温度を－１℃程度に維持することにより、海産物の凍結を防止しつつ、より低温で長時間保存することができる。そのため、上述した効果がより顕著となる。
　なお、氷スラリーＩを製氷装置３０から使用場所、具体的には空調システム７であれば建物６、被保冷物Ｆの非凍結保存であれば、魚港、魚市場等への氷スラリーＩの搬送手段としては、特に限定されない。例えば、氷スラリーＩを貯留するタンクを備えた専用の搬送車を用いてもよいし、発泡スチロール製の保温箱等に氷スラリーＩを充填した状態で搬送してもよい。また、製氷装置３０と使用場所とが近接している場合には、管路、コンベア等を用いて氷スラリーＩを搬送してもよいし、人力で搬送してもよい。
　以上、本実施形態の氷スラリー製造・使用方法について説明した。上述したように、本実施形態の氷スラリー製造・使用方法は、液化天然ガスＬＮＧとブラインＢとの熱交換によりブラインＢを冷却し、氷スラリーＩを生成する生成ステップと、氷スラリーＩを氷スラリーＩの使用場所に搬送する搬送ステップと、使用場所において氷スラリーＩを使用する使用ステップと、を有する。このような方法によれば、液化天然ガスＬＮＧの冷熱エネルギーを無駄にすることなく氷スラリーＩの生成に有効活用することができるため、環境負荷の少ないシステムを構築することができる。また、使用場所での氷スラリーＩの生成が不要となるため、氷スラリーＩを使用する装置の大型化や構成の複雑化を抑えることもできる。
　以上、本発明の氷スラリー製造・使用方法について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。また、前述した実施形態では、氷スラリーＩの原料（液体）としてブラインＢを用いたが、原料としては、これに限定されない。例えば、水、各種飲料水、塩化カルシウム水溶液等の各種水溶液であってもよい。
　また、前述した実施形態では、気化器３として製氷装置３０が設置されているが、これに限定されず、例えば、図５に示すように、ＬＮＧタンク２と気化器３とを接続する管に配管３３１を接続することで、ＬＮＧタンク２から気化器３へ向かう液化天然ガスＬＮＧの一部または全部を分岐させて製氷装置３０に導入し、氷スラリーＩの製造の用に供してもよい。このように、気化器３とは別に製氷装置３０を設置することにより、天然ガスＮＧの生成量と氷スラリーＩの生成量とを独立して設定することができる。また、受け入れ基地１の既存設備に製氷装置３０を追加するだけなので、工事費の削減も可能となる。また、このような場合は、例えば、図６に示すように、製氷装置３０を受け入れ基地１内に設置する必要はなく、例えば、隣接する漁港１０内等、受け入れ基地１に隣接して設置してもよい。
　なお、図５および図６の構成では、配管３３２が気化器３の下流側において合流しているが、合流箇所としては、特に限定されず、例えば、気化器３の上流側であってもよい。
　また、前述した実施形態では、製氷装置３０を受け入れ基地１に設置しているが、液化天然ガスＬＮＧを一時的に保管するＬＮＧタンクを有する場所およびそれに隣接する場所であれば、製氷装置３０の設置場所は、特に限定されない。
　以上のように、氷スラリー製造・使用方法は、例えば液化天然ガスＬＮＧ等の液化ガスとブラインＢとの熱交換によりブラインＢを冷却し、氷スラリーＩを生成する生成ステップと、氷スラリーＩを氷スラリーＩの使用場所に搬送する搬送ステップと、使用場所において氷スラリーＩを使用する使用ステップと、を有する。このような方法によれば、液化ガスの冷熱エネルギーを無駄にすることなく氷スラリーＩの生成に有効活用することができるため、環境負荷の少ないシステムを構築することができる。また、使用場所での氷スラリーＩの生成が不要となるため、氷スラリーＩを使用する装置の大型化や構成の複雑化を抑えることもできる。したがって、氷スラリー製造・使用方法は、産業上の利用可能性を有する。
　１…受け入れ基地、１０…漁港、１００…保存箱、２…ＬＮＧタンク、３…気化器、３０…製氷装置、３１…熱交換器、３１１…メイン熱交換器、３１２…外管、３１３…内管、３１４…液化天然ガス貯留部、３１５…サブ熱交換器、３１６…配管、３２…液面計測部、３２１…液面検出センサー、３３１…配管、３３２…配管、３４…液面調整バルブ、３５…貯留タンク、３５１…撹拌羽根、３５２…モーター、３５３…排出管、３６…ポンプ、３８１…配管、３８２…配管、４…付臭器、５…ガスホルダー、６…建物、７…空調システム、７１…氷スラリー貯留タンク、７２…空調機、７２１…吸引口、７２２…吹出口、７３…管路、８…ＬＮＧタンカー、９…天然ガス田、Ｂ…ブライン、Ｆ…被保冷物、Ｉ…氷スラリー、ＬＮＧ…液化天然ガス

 

Claims (7)

  1. 　液化ガスとブラインとの熱交換によりブラインを冷却し、氷スラリーを生成する生成ステップと、
    　前記氷スラリーを前記氷スラリーの使用場所に搬送する搬送ステップと、
    　前記使用場所において前記氷スラリーを使用する使用ステップと、を有することを特徴とする氷スラリー製造・使用方法。
  2. 　前記生成ステップでは、前記熱交換により前記液化ガスを気化してガスを生成する請求項１に記載の氷スラリー製造・使用方法。
  3. 　前記ブラインは、飽和塩水である請求項１に記載の氷スラリー製造・使用方法。
  4. 　前記生成ステップは、前記液化ガスの受け入れ基地内または前記受け入れ基地に隣接して設置された製氷装置で行われる請求項１に記載の氷スラリー製造・使用方法。
  5. 　前記製氷装置は、満液式の熱交換器を有する請求項４に記載の氷スラリー製造・使用方法。
  6. 　前記使用ステップでは、前記氷スラリーの冷熱エネルギーを空調システムに利用する請求項１に記載の氷スラリー製造・使用方法。
  7. 　前記使用ステップでは、前記氷スラリーの冷熱エネルギーを被保冷物の非凍結低温保存に利用する請求項１に記載の氷スラリー製造・使用方法。

     
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