(57)【要約】      （修正有）【課題】郊外のコンビニエンスストアや一般家庭などの小口需要者に再ガス化ガスを連続的に、かつ、安定して供給する、ガスハイドレート再ガス化装置を提供する。【解決手段】ガスハイドレート投入部４とガス送出管６を有する容器２の下部に前記容器２よりも小径のガスハイドレート小出し槽３を設け、該ガスハイドレート小出し槽３内に多孔板７を設けるとともに該多孔板７の下方に噴射ノズル８を設け、更に、前記容器２の底部２ａに漏斗状のシュータ９を設けて前記シュータ９と前記容器２の底部２ａとの間にジャケット１０を形成すると共に、前記シュータ９の壁面にジャケット１０内の液ｗを排出する排出口１１を設け、且つ、前記ガスハイドレート小出し槽３内の液ｗを昇温して前記噴射ノズル８及びジャケット１０に供給する循環路１４を設ける。【選択図】図１
2008201848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスハイドレート投入部とガス送出管を有する容器の下部に前記容器よりも小径のガスハイドレート小出し槽を設け、該ガスハイドレート小出し槽内に多孔板を設けるとともに該多孔板の下方に噴射ノズルを設け、更に、前記容器の底部に漏斗状のシュータを設けて前記シュータと前記容器の底部との間にジャケットを形成すると共に、前記シュータの壁面にジャケット内の液を排出する排出口を設け、且つ、前記ガスハイドレート小出し槽内の液を昇温して前記噴射ノズル及びジャケットに供給する循環路を設けたことを特徴とするガスハイドレート再ガス化装置。
【請求項２】
ガスハイドレート投入部を有する容器の下部に前記容器よりも小径のガスハイドレート小出し槽を設けると共に、該ガスハイドレート小出し槽内に多孔板を設け、更に、前記ガスハイドレート小出し槽内に再ガス化液供給管とガス抽出管とを設け、更に、前記容器の底部に漏斗状のシュータを設けて前記シュータと前記容器の底部との間にジャケットを形成すると共に、前記シュータの壁面にジャケット内の液を排出する排出口を設け、且つ、前記ガスハイドレート小出し槽内の液を昇温して前記液体噴射ノズル及び前記ジャケットに供給する循環路を設けたことを特徴とするガスハイドレート再ガス化装置。
【請求項３】
再ガス化液供給管にノズル頭部を設けると共に、前記再ガス化液供給管内にガス抽出管を設けたことを特徴とする請求項２記載のガスハイドレート再ガス化装置。
【請求項４】
再ガス化液供給管内にガス抽出管を設けると共に、該ガス抽出管の上端に陣笠状の噴射液返し部を設けたことを特徴とする請求項２記載のガスハイドレート再ガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスハイドレート再ガス化装置、更に詳しくは、ペレット状のガスハイドレートを再ガス化するガスハイドレート再ガス化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスハイドレートを再ガス化する方法としては、従来、加熱による方法、或いは、減圧による方法などが知られているが、この発明では、加熱による方法を採用することとする。その際、船倉の底部に注水管を一面に敷設し、この注水管より船倉内のペレット状のガスハイドレートに向けて温水を噴出させて再ガス化するガスハイドレート輸送船及び荷役方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この特許文献１に記載されたガスハイドレート輸送船は、高さが約２０ｍ、幅が約３６ｍ、長さが約４０ｍの巨大な船倉を船首尾方向に複数個備え、約７日でペレット状のガスハイドレート（以下、ガスハイドレートペレットと称する。）を再ガス化するようにしている。
【０００４】
上記のように、船倉内のガスハイドレートペレットを急速に再ガス化する場合は、ガスハイドレートペレットの水濡れ高さが、それ程、問題にならないが、例えば、郊外のコンビニエンスストアや一般家庭などの小口の需要者の場合は、ガスハイドレートペレットの水濡れ高さが変動すると、ガスハイドレートペレットの分解量が変動することになるため、再ガス化ガスを連続的に、かつ、安定的に得ることができなくなり、例えば、郊外のコンビニエンスストアでは、発電用の内燃機関が停止したり、或いは、一般家庭などでは、風呂が沸き具合が悪化するなどの不具合が生ずる。
【０００５】
ところで、ガスハイドレートペレットと水が混じり合った混合体は、一様な体積を形成するので、その断面積が決まれば、その高さはおのずと決まる。再ガス化容器の断面積が大きいと、濡れ高さが微小になり、非現実的なガスハイドレート再ガス化装置となる。
【０００６】
例えば、容器胴径をＤ（ｍ）、ガス化速度をｖ（ｋｇ／ｓ）、ガスハイドレート密度をρ（ｋｇ／ｍ3 ）、充填率をΦ、ガス化時間をｔ（ｓｅｃ）、ガス包蔵率をｍ（ｋｇ／ｋｇ）とした場合、濡れ高さをｈ（ｍｍ）は、次式（１）で表すことができる。
ｈ＝（（ｖ／ｍ）×ｔ）／（πＤ2 ／４）×Φ×ρ）×１０００  ・・・  （１）
今、上記諸要件が下記の場合、
ガス化速度ｖ：０．００１７３ｋｇ／ｓ
ガスハイドレート密度ρ：８５０ｋｇ／ｍ3 
充填率Φ：０．５５
ガス化時間ｔ：３０ｓｅｃ
ガス包蔵率ｍ：０．１０６ｋｇ／ｋｇ
上記容器胴径Ｄを０．１ｍとすると、上記（１）式から濡れ高さｈは、１４．１４１ｍｍとなるが、上記容器胴径Ｄを０．５ｍとすると、上記（１）式から濡れ高さｈは、０．５６６ｍｍとなり、非現実的なガスハイドレート再ガス化装置となる。
【０００７】
ここで、前者の場合は、濡れ高さ／容器胴径が０．１４１４１４となるが、後者の場合は、濡れ高さ／容器胴径が０．００１１３１となる。
【特許文献１】特開２００５−２５５０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、ガスハイドレートから再ガス化ガスを連続的に、かつ、安定的に得ることができるガスハイドレート再ガス化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る本発明のガスハイドレート再ガス化装置は、ガスハイドレート投入部とガス送出管を有する容器の下部に前記容器よりも小径のガスハイドレート小出し槽を設け、該ガスハイドレート小出し槽内に多孔板を設けるとともに該多孔板の下方に噴射ノズルを設け、更に、前記容器の底部に漏斗状のシュータを設けて前記シュータと前記容器の底部との間にジャケットを形成すると共に、前記シュータの壁面にジャケット内の液を排出する排出口を設け、且つ、前記ガスハイドレート小出し槽内の液を昇温して前記噴射ノズル及びジャケットに供給する循環路を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る本発明のガスハイドレート再ガス化装置は、ガスハイドレート投入部を有する容器の下部に前記容器よりも小径のガスハイドレート小出し槽を設けると共に、該ガスハイドレート小出し槽内に多孔板を設け、更に、前記ガスハイドレート小出し槽内に再ガス化液供給管とガス抽出管とを設け、更に、前記容器の底部に漏斗状のシュータを設けて前記シュータと前記容器の底部との間にジャケットを形成すると共に、前記シュータの壁面にジャケット内の液を排出する排出口を設け、且つ、前記ガスハイドレート小出し槽内の液を昇温して前記液体噴射ノズル及び前記ジャケットに供給する循環路を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る本発明のガスハイドレート再ガス化装置は、請求項２において、再ガス化液供給管にノズル頭部を設けると共に、前記再ガス化液供給管内にガス抽出管を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る本発明のガスハイドレート再ガス化装置は、請求項２において、再ガス化液供給管内にガス抽出管を設けると共に、該ガス抽出管の上端に陣笠状の噴射液返し部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る本発明は、上記のように、容器の下部に前記容器よりも小径のガスハイドレート小出し槽を設け、更に、前記容器の底部に漏斗状のシュータを設けたため、容器内のガスハイドレートペレットを前記容器よりも小径のガスハイドレート小出し槽内に、ブリッジの発生もなく、円滑に取り込むことが可能になった。
【００１４】
その上、ガスハイドレート小出し槽内に多孔板を設けると共に、該多孔板の下方に噴射ノズルを設け、かつ、該シュータの壁面にジャケット内の液を排出する排出口を設けたため、ガスハイドレート小出し槽内に取り込んだガスハイドレートペレットの濡れ高さをほぼ所定の高さに保持することが可能になった。
【００１５】
このため、容器内のガスハイドレートペレットを連続的に、かつ、安定して再ガス化することが可能となり、例えば、郊外のコンビニエンスストアや一般家庭などの小口の需要者に対して連続的に、かつ、安定してガスを供給できるようになった。
【００１６】
また、請求項１に係る本発明は、シュータと容器の底部により形成されたジャケット内に加熱器によって昇温された液を供給するようにしているため、シュータ表面にガスハイドレートペレットが氷結固着するのを未然に防止することが可能になった。このため、ガスハイドレートペレットによるブリッジの出現を回避することが可能になった。
【００１７】
請求項２に係る本発明は、ガスハイドレート投入部を有する容器の下部に前記容器よりも小径のガスハイドレート小出し槽を設けると共に、該ガスハイドレート小出し槽内に多孔板を設け、更に、前記ガスハイドレート小出し槽内に再ガス化液供給管とガス抽出管とを設け、更に、前記容器の底部に漏斗状のシュータを設けて前記シュータと前記容器の底部との間にジャケットを形成すると共に、前記シュータの壁面にジャケット内の液を排出する排出口を設け、且つ、前記ガスハイドレート小出し槽内の液を昇温して前記液体噴射ノズル及び前記ジャケットに供給する循環路を設けたため、請求項１に係る本発明が有している効果に加え、更に、ガスハイドレート小出し槽内に設けたガス抽出管によって再ガス化したガスを容器外に直ちに取り出すことが可能となり、ガスハイドレートペレットどうしの固着を回避することが可能になった。
【００１８】
即ち、再ガス化ガスは、湿分を含んでおり、それが上部のペレット層で凝縮することが考えられる。その場合、水分の凝縮潜熱や凝固熱によってペレット表面が融解され（熱が奪われるため）、ペレットどうしの固着する虞れがあるが、請求項２に係る本発明によれば、そのような事態を回避することが可能になった。
【００１９】
請求項３に係る本発明は、請求項２において、再ガス化液供給管にノズル頭部を設けると共に、前記再ガス化液供給管内にガス抽出管を設けたため、ガスハイドレートペレットの濡れ高さを精度良く維持することができると共に、再ガス化液供給管内を有効に利用することができる。
【００２０】
請求項４に係る本発明は、請求項２において、再ガス化液供給管内にガス抽出管を設けると共に、該ガス抽出管の上端に陣笠状の噴射液返し部を設けたため、請求項３に係る本発明と同様に、ガスハイドレートペレットの濡れ高さを精度良く維持することができると共に、噴射液通路内を有効に利用することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るガスハイドレート再ガス化装置の第１実施形態の概略構成図である。このガスハイドレート再ガス化装置１は、容器（胴径Ｄｘ）２の下部に前記容器２よりも小径（胴径Ｄ）のガスハイドレート小出し槽３を設けている。容器２及びガスハイドレート小出し槽３は、夫々、耐圧性を有している。
【００２３】
ここで、容器２の胴径Ｄｘとガスハイドレート小出し槽３の胴径Ｄの比（Ｄ／Ｄｘ）は、１／５〜１／３の範囲が好ましい。Ｄ／Ｄｘが１／３未満の場合は、ブリッジが生じ易くなる。
【００２４】
上記容器２は、その頂部にペレット状に形成されたガスハイドレート、つまり、ガスハイドレートペレットｐを投入する投入部４を備えている。この投入部４は、通常、閉止されている。更に、容器２は、上部側面にバルブ５を有するガス送出管６を備えている。
【００２５】
上記ガスハイドレート小出し槽３は、多孔板７によって上下に二分されている。また、多孔板７の下方に設けた噴射ノズル８から多孔板７に向けて再ガス化用の液（例えば、水又は温水）ｗを逆円錐状又は倒立円錐状に噴射するようになっている（図２参照。）。
【００２６】
更に、前記容器２は、その底部２ａ上に漏斗状のシュータ９を設けるとともに、シュータ９と容器２の底部２ａとの間にジャケット１０を形成している。その際、シュータ９の上部周縁９ａは、容器２の内側面に接合され、シュータ９の下部９ｂは、前記ガスハイドレート小出し槽３の上端に接合されている。更に、シュータ９は、図２に示すように、その壁面にジャケット１０内の液ｗを排出する排出口１１を備えている。
【００２７】
従って、多孔板７とシュータ９の排出口１１との間が間隔が実質的に濡れ高さｈになっている。尚、シュータ９の拡開部１２の傾斜角（安息角）θは、３０°以上、つまり、３０°〜４０°の範囲が好ましい。シュータ９の傾斜角が３０°未満の場合は、ガスハイドレートペレットｐのブリッジが生じ易くなる。他方、シュータ９の傾斜角が４０°を超える場合は、ブリッジが生じ難くなるが、容器２のガスハイドレートペレット収容容積が減少する。また、シュータ９の上面には、例えば、テフロン（登録商標）などの撥水材をコーティングする。
【００２８】
上記ガスハイドレート再ガス化装置１は、循環路１４を備えている。この循環路１４は、循環液加熱器１５および循環ポンプ１６を備え、その上流端は、ガスハイドレート小出し槽３の底部に設けた導管１７に接続している。また、その下流端は、噴射ノズル８に設けた供給管１８に接続している。更に、循環路１４から分岐した複数の分岐管１９は、夫々、ジャケット１０と連通している。供給管１８及び分岐管１９は、夫々、バルブ２０，２１を備えている。尚、供給管１８に設けたバルブ２０は、ＯＮ−ＯＦＦ制御するようになっている。
【００２９】
今、容器２内に所定量のガスハイドレートペレットｐを投入した状態で循環液加熱器１５および循環ポンプ１６を稼働すると、ガスハイドレート小出し槽３内の液（例えば、水）ｗが循環ポンプ１６によって汲み出される。その際、水ｗは、循環液加熱器１５によって所定の温度（例えば、１０℃程度）に加熱される。
【００３０】
循環ポンプ１６によって汲み出された水ｗは、噴射ノズル８から多孔板７に向けて円錐状に噴射されるので、ガスハイドレート小出し槽３内のガスハイドレートペレットｐのみが水濡れする。水に濡れたガスハイドレートペレットｐは、再ガス化し、得られた再ガス化ガスｇは、上層のガスハイドレートペレットｐの隙間を通過して容器２の上部空間に溜まり（ガス温度：約５℃。）、その後、ガス送出管６から需要者に供給される。
【００３１】
その際、循環水ｗの一部は、分岐管１９からジャケット１０内に供給されるため、ジャケット１０の表面に低温（例えば、−２０℃程度）のガスハイドレートペレットｐが氷結固着するのを防止することができる。ジャケット１０内の水ｗは、シュータ９の壁面に設けた排出口１１からガスハイドレート小出し槽３内に流下する。他方、ガスハイドレートペレットｐの再ガス化によって生じたガスハイドレート生成水および噴射水の戻り水もガスハイドレート小出し槽３内に流下する。
【００３２】
図３は本発明に係るガスハイドレート再ガス化装置の第２実施形態の概略構成図、図４は図３の要部拡大断面図であり、ガスハイドレート再ガス化装置の第１実施形態と同じ機器に同じ符号を付与して詳細な説明については省略する。
【００３３】
この第２実施形態のガスハイドレート再ガス化装置の特徴は、ガスハイドレート小出し槽３内に、再ガス化液供給管２３とガス抽出管２４とを設けた点にある。
【００３４】
その際、再ガス化液供給管２３内にガス抽出管２４を設けて両者を二重管方式にすると共に、再ガス化液供給管２３の頂部に中空円錐状のノズル頭部２５を設けている。このノズル頭部２５は、円錐面２６に設けた複数の噴射孔２７から再ガス化用の液ｗを噴射するようになっている。この噴射孔２７は、円錐面２６の周方向に所定の間隔で設けられている。また、ノズル頭部２５内に挿入されている再ガス化液供給管２３の挿入部に孔２８を設けている。更に、前記ガス抽出管２４には、バルブ５を備えたガス送出管３が接続されている。
【００３５】
今、容器２内に所定量のガスハイドレートペレットｐを投入した状態で循環液加熱器１５および循環ポンプ１６を運転すると、ガスハイドレート小出し槽３内の液（例えば、水）ｗが循環ポンプ１６によって汲み出される。その際、水ｗは、循環液加熱器１５によって所定の温度（例えば、１０℃程度）に加熱される。
【００３６】
循環ポンプ１６によって汲み出された水ｗは、円錐状のノズル頭部２５から噴出されるので、ガスハイドレート小出し槽３及び漏斗状のシュータ９内のガスハイドレートペレットｐのみが水濡れする。水濡れしたガスハイドレートペレットｐは、再ガス化する。
【００３７】
再ガス化によって得られた再ガス化ガスｇは、円錐状のノズル頭部２５内に設けたガス抽出管２４から容器２の外に取り出される。その際、循環水ｗの一部は、分岐管１９からジャケット１０内に供給されるため、ジャケット１０の表面にガスハイドレートペレットｐが氷結固着するのを防止することができる。
【００３８】
ジャケット１０内の水ｗは、シュータ９の壁面に設けた排出口１１からガスハイドレート小出し槽３内に流下する。他方、ガスハイドレートペレットｐの再ガス化によって生じたガスハイドレート生成水および噴射水の戻り水もガスハイドレート小出し槽３内に流下する。
【００３９】
また、図５に示すように、再ガス化液供給管２３内にガス抽出管２４を設けると共に、該ガス抽出管２４の上端に陣笠状の噴射液返し部２９を設けた場合でも再ガス化によって得られた再ガス化ガスを容器３の外に速やかに取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るガスハイドレート再ガス化装置の第１実施形態の概略構成図である。
【図２】図１のガスハイドレート再ガス化装置の要部拡大断面図である。
【図３】本発明に係るガスハイドレート再ガス化装置の第２実施形態の概略構成図である。
【図４】図３のガスハイドレート再ガス化装置の要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係るガスハイドレート再ガス化装置の第３実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ガスハイドレート再ガス化装置
２  容器
３  ガスハイドレート小出し槽
４  ガスハイドレート投入部
６  ガス送出管
７  多孔板
８  噴射ノズル
９  シュータ
１０  ジャケット
１１  排出口
１４  循環路
ｗ  液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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