(57)【要約】【課題】大型で、かつ、安価に製作することができるガスハイドレート貯蔵タンクを提供することにある。【解決手段】断熱材３で被覆されたタンク本体１内に、複数の隔壁５を所定の間隔で配置して複数の単位タンク６を構成する。そして、各単位タンク６の底面を漏斗状にして排出装置１９に連なる排出口９を設ける。各単位タンク６に温度センサ１４を配置すると共に、冷・温媒体及びガスハイドレートの搬入口を設け、前記温度センサ１４の温度信号を制御装置１５に導入して冷・温媒体の供給量を制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱材で被覆されたタンク本体内に複数の隔壁を所定の間隔を有するように配置して複数の単位タンクを構成し、各単位タンクの底面を漏斗状となすとともにその下部に排出装置に連なる排出口を設け、更に、各単位タンクに温度センサを配置するとともに冷・温媒体及びガスハイドレートの搬入口を設け、前記温度センサの温度信号を制御装置に導入して前記冷・温媒体の供給量を制御することを特徴とするガスハイドレート貯蔵タンク。
【請求項２】
各隔壁にそれぞれ開閉弁を有する連通孔を設けるとともに、所定の単位タンクを冷・温媒体供給設備に連結し、前記単位タンクに供給された冷・温媒体を前記連通孔を経て他の単位タンクに供給することを特徴とする請求項１記載のガスハイドレート貯蔵タンク。
【請求項３】
冷・温媒体供給設備に一端が連結された冷・温媒体供給管を各単位タンク内に位置するように延設するとともに、前記冷・温媒体供給管に各単位タンク内に開口し、かつ、開閉弁を有する放出口を設け、更に、制御装置の制御信号により前記開閉弁を制御して熱媒体を所定の単位タンクに供給することを特徴とする請求項１記載のガスハイドレート貯蔵タンク。
【請求項４】
各隔壁に断熱材を配置させたことを特徴とする請求項１又は２記載のガスハイドレート貯蔵タンク。
【請求項５】
各単位タンクに圧力センサを配置するとともに分解ガス排出口を設け、圧力センサの圧力信号に基づいて前記分解ガス排出口の開閉弁を制御することを特徴とする請求項１記載のガスハイドレート貯蔵タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガスなどのメタンを主成分とするガスと水とから構成されている所謂ガスハイドレートを貯蔵するためのガスハイドレート貯蔵タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、天然ガスの輸送や貯蔵は、液化天然ガス（ＬＮＧ）、或いは、圧縮天然ガス（ＣＨＧ）の形で行われている。
【０００３】
ところで、ＬＮＧは、貨物温度をマイナス１６２℃に保って輸送又は貯蔵する必要があるため、その輸送や貯蔵に高価なタンクが必要である。また、その製造に多くのエネルギーを必要とし、かつ、温度コントロールが不調になると急激に気化するため、非常に危険である。更に、上記のように、極端な低温であるため、気化速度が速く、長期貯蔵に不向きなものであった。
【０００４】
このため、クリーンなエネルギー源や各種構造の原料として、近年、天然ガスなどのメタンを主成分とするガスと水とから構成されているガスハイドレート（以下、ＮＧＨという）が注目され、ＮＧＨの製造や輸送についての手段が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３０４１９６号公報（第２−３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＮＧＨの製造現場や輸送経由地又は消費地等においては、ＮＧＨを、一旦、貯蔵する必要がある。そして、ＮＧＨを貯蔵するための貯蔵タンクは、経済的側面から大型で、かつ、安価に製作する必要があり、近来、この点を考慮したＮＧＨ貯蔵タンクの開発が斯界から強く望まれているところである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、断熱材で被覆されたタンク本体内に複数の隔壁を所定の間隔を有するように配置して複数の単位タンクを構成し、各単位タンクの底面を漏斗状となすとともにその下部に排出装置に連なる排出口を設け、更に、各単位タンクに温度センサを配置するとともに冷・温媒体及びガスハイドレートの搬入口を設け、前記温度センサの温度信号を制御装置に導入して前記冷・温媒体の供給量を制御することを特徴とするガスハイドレート貯蔵タンクを提供せんとするものである。
【０００８】
このように、本発明は、タンク本体内に複数の単位タンクを形成するとともに、その底面を漏斗状に構成したため、ＮＧＨの排出を容易に行うことができるばかりでなく、タンク本体の下部のデッドスペースを減少することができる。その結果、貯蔵タンク内へのＮＧＨ内の貯蔵量を増加させることができる。
【０００９】
そして、複数の単位タンク内には、それぞれ、ガスハイドレートと冷・温媒体とが供給されるように構成され、かつ、各単位タンク内に配置された温度センサによって冷・温媒体の供給量が制御され、各単位タンク内が所定の温度に保持されるため、ガスハイドレートを搬入する時の作業性を向上させることができ、かつ、長期にわたっての安定したガスハイドレートの貯蔵が可能になる。
【００１０】
（２）  また、本発明のガスハイドレート貯蔵タンクは、各隔壁にそれぞれ開閉弁を有する連通孔を設けるとともに、所定の単位タンクを冷・温媒体供給設備に連結し、前記単位タンクに供給された冷・温媒体を前記連通孔を経て他の単位タンクに供給することを特徴とするものである。
【００１１】
このような構成によれば、冷・温媒体供給設備から供給された冷・温媒体により、先ず、所定の単位タンクを所定の温度、例えば、マイナス２５℃程度に冷却し、しかる後、当該単位タンクと隣接する単位タンクとの間の隔壁に設けられた開閉弁を開放して隣の単位タンクに冷・温媒体を供給する。以下、順次、この操作を繰り返して単位タンクを、順次、所定の温度に冷却する。その結果、所定の単位タンクが所定の温度に冷却された時点で、ＮＧＨを所定の単位タンクに搬入することができるため、ＮＧＨの搬入作業の効率を向上させることができる。
【００１２】
（３）  また、本発明のガスハイドレート貯蔵タンクは、冷・温媒体供給設備に一端が連結された冷・温媒体供給管を各単位タンク内に位置するように延設するとともに、前記冷・温媒体供給管に各単位タンク内に開口し、かつ、開閉弁を有する放出口を設け、更に、制御装置の制御信号により前記開閉弁を制御して冷・温媒体を所定の単位タンクに供給することを特徴とするものである。
【００１３】
このような構成によれば、貯蔵タンク本体を構成する複数の単位タンクのうち、選択された単位タンクを第１の単位タンクとして冷却し、そして、選択された任意の単位タンクにＮＧＨを搬入することができるため、ＮＧＨの搬入作業の作業性をさらに向上させることができる。
【００１４】
（４）  また、本発明のガスハイドレート貯蔵タンクは、各隔壁に断熱材を配置させたことを特徴とするものである。
【００１５】
このように構成されたガスハイドレート貯蔵タンクによれば、貯蔵タンクを構成する各単位タンクが断熱材により防熱されているため、ＮＧＨを所定の単位タンクに搬入する時の冷却時間を短縮することができるばかりでなく、所定の単位タンク内のＮＧＨを搬出する場合、この単位タンクの冷却が不要となる。その結果、冷却効率を向上させることができる。
【００１６】
（５）  また、本発明のガスハイドレート貯蔵タンクは、各単位タンクに圧力センサを配置するとともに分解ガス排出口を設け、圧力センサの圧力信号に基づいて前記分解ガス排出口の開閉弁を制御することを特徴とするものである。
【００１７】
このように構成されたガスハイドレート貯蔵タンクによれば、各単位タンク内の圧力が圧力センサにより検知されるため、各単位タンク内が分解ガスの発生や熱媒体の供給によって所定の圧力より高くなったとき、分解ガス排出口から排出するして各単位タンク内を所定の圧力に保持することができる。そのため、貯蔵タンクを軽構造とすることができ、結果的に、タンク本体を安価に構築することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明に係るガスハイドレート貯蔵タンクの断面図、図２は図１のＡ−Ａ’矢視図である。
【００１９】
図１に示すように、ガスハイドレート貯蔵タンク１００のタンク本体１は、内壁２と、内壁２を被覆する断熱材３と、断熱材３の周囲を囲繞する外壁４とにより構成されている。そして、その内部には、複数の隔壁５ａ，５ｂ，５ｃ〜が所定の間隔で配置され、複数の単位タンク（ユニットタンク）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜が形成されている。この単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜の上部は、支柱３０により支持されている。支柱３０は、タイロッドなどの締結具３１によって内壁２および隔壁５に連結されている。
【００２０】
単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜の一部（底部）を構成している底面７は、ＮＧＨの安息角と同等又はそれより大きな傾斜角を有する漏斗状に形成されている。そして、底面７の最下部に図示しない開閉弁を有する排出口９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ〜が設けられている。漏斗状底面７の傾斜角は、開閉弁を開放した時、貯蔵されているＮＧＨが排出口９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ〜から自動的に排出するようにＮＧＨの状態により、適宜、設定される。即ち、ＮＧＨは、シャーベット状、粉粒状、ペレット状又は不凍液を用いたスラリーの状態で貯蔵する場合があり、これらのＮＧＨは、それぞれ、安息角を異にするからである。
【００２１】
上記隔壁５ａ，５ｂ，５ｃ〜は、その上部に開閉弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ〜を有する連通孔１０ａ，１０ｂ，１０ｃ〜を有し、開閉弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ〜を開放することによって単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜が連通するようになっている。そして、最上流の単位タンク６ａには、エアコンディショナなどの冷・温媒体供給設備１２から、例えば、冷風または温風Ａが供給されるようになっている。
【００２２】
図中、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ〜は、単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜内に配置させた温度センサであり、その温度信号Ｖ１  ，Ｖ２  ，Ｖ３  ，Ｖ４  〜が制御装置１５に導入され、制御装置１５からの制御信号Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３，〜により開閉弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ〜がそれぞれ制御されるようになっている。また、単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜は、その上部に圧力調整用の放出弁（図示せず）を備えている。
【００２３】
図中、１６は、ＮＧＨ供給パイプであり、開閉弁１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ〜を開閉することによって所定の単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜にＮＧＨ１８を搬入できるようになっている。また、１９は、単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜の下部に配置させた搬出装置であり、ＮＧＨの状態により、例えば、ベルトコンベア、スクリューコンベア、或いは、スラリー管等が用いられる。また、搬出装置１９は、必要により断熱材３により被覆されている。
【００２４】
次に、ＮＧＨをガスハイドレート貯蔵タンクに搬入して貯蔵する場合について説明する。
【００２５】
図３に示すように、先ず、冷・温媒体供給設備１２を起動して、例えば、−２５℃〜−１０℃の冷風Ａを最上流の単位タンク６ａ内に供給する。このとき、排出口９ａの開閉弁（図示せず）と隔壁５ａの開閉弁１１ａとを閉鎖しておく。この場合、単位タンク６ａ内の圧力が上昇するが、放出弁（図示せず）の働きにより昇圧を防ぐことができる。
【００２６】
単位タンク６ａの内部が所定の温度（例えば、マイナス２０℃）に達すると、ＮＧＨ供給パイプ１６の開閉弁１７ａを開放し、ＮＧＨ１８を単位タンク６ａ内に搬入すると同時に、隔壁５ｂの開閉弁１１ｂを開放して単位タンク６ｂ内に冷風Ａを導入し、単位タンク６ｂ内を所定の温度に冷却する。
【００２７】
単位タンク６ａ内にＮＧＨ１８が所定量搬入されると、開閉弁１７ａを閉鎖するとともに開閉弁１７ｂを開放してＮＧＨ１８を単位タンク６ｂ内に搬入する。
【００２８】
以下、同様の方法により、順次、単位タンク６ｃ，６ｄ〜にＮＧＨ１８の搬入して貯蔵する。この場合、開閉弁１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ〜の制御は、制御装置１５からの制御信号によって行われる。
【００２９】
このように、ＮＧＨの搬入および貯蔵においては、タンク本体１全体を冷却することなく、最上流の単位タンク６ａのみを所定温度に冷却することによって搬入作業が開始できるため、搬入作業の迅速性および作業効率の向上を計ることができる。
【００３０】
単位タンク本体６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜内に貯蔵されたＮＧＨ１８は、所定の期間、一定の温度に冷却されたまま貯蔵される。この冷却温度（保冷温度）としては、−２５℃〜−１０℃が好ましい。即ち、メタンを主成分とする天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）は、通常、−２５℃〜−１０℃の温度とすることにより、常圧で安定していることが知られているからである。
【００３１】
従って、上記温度に冷却して貯蔵することにより、各単位タンク本体６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜内を常圧とすることができる。このことは、単位タンク本体６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜、換言すれば、タンク本体１を耐圧殻とする必要がなく、その構造を軽構造とすることができる。その結果、タンク本体１を安価に製作できる。もちろん、貯蔵過程で各単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜内の温度が所定範囲を外れるようになった時は、その温度を温度センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ〜が検知して冷・温媒体供給設備１２を制御する。
【００３２】
次に、単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜内に貯蔵されているＮＧＨ１８を搬出する場合について説明する。
【００３３】
単位タンク６ａ内のＮＧＨ１８を搬出する場合は、図４に示すように、排出口９ａの開閉弁（図示せず）を開放すると、単位タンク６ａ内のＮＧＨ１８が自重によって排出口９ａから排出装置１９上に落下して排出される。このとき、熱媒体供給設備１２により単位タンク６ａ内に冷風Ａを供給することにより、内圧低下防止と冷却温度保持とを計ることができる。
【００３４】
ＮＧＨ１８の搬出は、単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜のいずれからも任意に行うことができる。その場合は、開閉弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ〜を、適宜、操作して冷風Ａを選択された単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜に供給すればよい。
【００３５】
図５は、ガスハイドレート貯蔵タンクの第２の実施形態の断面図であり、既に説明した第１の実施形態のものと同じ部品には同じ符号を付けて詳しい説明を省略する。
【００３６】
この実施形態のものは、冷・温媒体供給設備１２に接続された冷・温媒体供給管２０がタンク本体１の下部に配設されている。この冷・温媒体供給管２０には、各単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜ごとに、開閉弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ〜を有する放出口２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ〜が設けられている。
【００３７】
一方、単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，〜の上部には、ＮＧＨ供給管２３が設けられている。そして、このＮＧＨ供給管２３にも各単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜ごとに開閉弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ〜を有する供給口２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ〜が設けられている。ここで、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ〜は、連通孔１０ａ，１０ｂ，１０ｃ〜に設けたファンである。
【００３８】
この例の場合は、開閉弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ〜のいずれかを開放することにより、選択された単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜の一つ又は複数を同時に冷却することができる。そして、対応する単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜の開閉弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ〜を開放することにより、冷却された単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜にＮＧＨ１８を搬入、貯蔵することができる。更に、必要に応じてファン２６ａ，２６ｂ，２６ｃ〜を作動させることによって単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜間の通気を迅速に行うことができる。
【００３９】
ところで、分解ガスが発生する場合には、各単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜ごとに圧力センサ（図示せず）を設置し、各圧力センサからの信号に基づいて各単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜に設けた開閉弁（図示せず）を操作して各単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜の分解ガスを単位タンク外へ放出する。勿論、分解ガスは、必要によりＮＧＨ製造装置（図示せず）に導いて、再度、ＮＧＨ１８として貯蔵しても良い。
【００４０】
上記の実施形態では、単位タンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ〜を横方向に並べた場合を示したが、単位タンク６は、例えば、図６に示すように、縦横方向に接合させても良い。６ａ，６ｂ，６ｃ〜及び６０ａ，６０ｂ，６０ｃ〜は、単位タンクを示している。このように配置すれば、特に、タンク本体１が大型となる場合は好適である。
【００４１】
また、隔壁５ａ，５ｂ，５ｃ〜に断熱材を設けることにより、例えば、特定の単位タンクからＮＧＨ１８を排出する場合、ＮＧＨ１８を貯蔵している単位タンクのみを所定の温度に冷却すればよいので、必要エネルギーの低減を計ることができる。
【００４２】
尚、ＮＧＨを分解する時は、冷・温媒体供給設備１２を切り換えて温風を使用する。そして、貯蔵タンク１００内でＮＧＨを分解して天然ガスを取り出すのである。また、貯蔵タンク１００を保守点検する場合にも、残留しているＮＧＨを除去する際に温風が必要となる。
【００４３】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、断熱材で被覆されたタンク本体内に複数の隔壁を所定の間隔を有するように配置して複数の単位タンクを構成し、各単位タンクの底面を漏斗状となすとともにその下部に排出装置に連なる排出口を設け、更に、各単位タンクに温度センサを配置するとともに冷・温媒体及びガスハイドレートの搬入口を設け、前記温度センサの温度信号を制御装置に導入して前記冷・温媒体の供給量を制御するようにしたので、各単位タンク内は、所定の温度保持が容易となり、ＮＧＨを搬入する時の作業性の向上と、長期にわたっての安定したＮＧＨの貯蔵が可能になる。
【００４４】
また、各単位タンク内の温度制御が行われるため、ＮＧＨを常圧で貯蔵することができる。その結果、貯蔵タンク本体の軽構造化が可能となり、貯蔵タンク本体を安価に構築することができるなど大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスハイドレート貯蔵タンクの１例を示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】ガスハイドレートの搬入説明図である。
【図４】ガスハイドレートの排出説明図である。
【図５】本発明にかかるガスハイドレート貯蔵タンクの他の１例を示す概略断面図である。
【図６】本発明にかかるガスハイドレート貯蔵タンクの更に他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    タンク本体
２    内壁
３    断熱材
４    外壁
５ａ，５ｂ，５ｃ      隔壁
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ      単位タンク
７      底面
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ      排出口
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ      連通孔
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ      開閉弁
１２    熱媒体供給設備
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ      温度センサ
１５    制御装置
１６    ＮＧＨ供給パイプ
１８    ＮＧＨ
１９    排出装置
２０    熱媒体供給管
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ      放出口
２３    供給管
３０    支柱
３１    締結材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004263803.tif 000006
【図５】
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【図６】
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