(57)【要約】【課題】天然ガス充填装置の設置場所に限定されず、設備費及び運転費の低減が可能な天然ガス充填装置を提供する。【解決手段】天然ガスハイドレートを用いた、天然ガス自動車１５への天然ガスの充填装置１であって、天然ガスハイドレートの融解を行う融解容器２と、前記融解容器２内の天然ガスハイドレートの加熱を行う加熱手段３と、前記融解容器２内で発生した天然ガスを取り出すための天然ガス取出手段４とを有する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ガスハイドレートを用いた、天然ガス自動車への天然ガスの充填装置であって、
天然ガスハイドレートの融解を行う融解容器と、
前記融解容器内の天然ガスハイドレートの加熱を行う加熱手段と、
前記融解容器内で発生した天然ガスを取り出すための天然ガス取出手段とを有することを特徴とする天然ガス充填装置。
【請求項２】
天然ガス取出手段により取り出された天然ガスの貯蔵を行う蓄ガス器を有することを特徴とする請求項１に記載の天然ガス充填装置。
【請求項３】
蓄ガス器が、貯蔵するガス圧力の異なる複数の貯蔵タンクからなることを特徴とする請求項２に記載の天然ガス充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガス自動車に燃料を供給するための天然ガス充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特に大都市圏において、ディーゼル自動車から排出される粒子状物質を減らす対策の必要性が叫ばれている。その対策の一つとして、ディーゼル自動車から低公害車である天然ガス自動車への置き換えの働きかけが行われている。
【０００３】
天然ガス自動車に天然ガスを充填する方法としては、例えば、図３（ａ）に示すように、都市ガス中圧導管から供給される都市ガスをコンプレッサーで所定の圧力に昇圧し、それを蓄ガス器に貯蔵しておき、この蓄ガス器に接続されている補給装置により自動車に充填する方法が一般に行われている。
【０００４】
しかし、上記方法では、天然ガス充填装置の設置場所が、都市ガス中圧導管の敷設されている近くに限定される。
【０００５】
また、図３（ｂ）に示すように、液化天然ガス（以下、「ＬＮＧ」と記す。）の貯槽を設置し、ＬＮＧを気化させたものを用いることで、天然ガス充填装置の設置場所の制限をなくす方法もあるが、ＬＮＧは−１６２℃という極低温で貯蔵しなければならず、また、コンプレッサー等の設備も必要となり設備費及び運転費が嵩むという問題がある。
【０００６】
このような問題に対して、特開平５−８７５５６号公報（特許文献１）には、コンプレッサーの代わりにガス加温器を設けてガスの圧力を高めることにより、コンプレッサーを削減して設備費、保守費の低減を図る方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−８７５５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特許文献１の技術においても、天然ガスをＬＮＧ貯槽に貯蔵しなければならず、設備費及び運転費が嵩むという問題は解決されない。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、天然ガス充填装置の設置場所に限定されず、設備費及び運転費の低減が可能な天然ガス充填装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
天然ガスハイドレートは、水の結晶構造の中にガス分子を包蔵した包接水和物で、１ｍ３のガスハイドレート中には約１７０Ｎｍ３の大量の天然ガスが包蔵されている。このような天然ガスハイドレートは、天然ガスと水とを圧力４０〜５０ＭＰａ、温度１〜４℃程度の状態で攪拌することにより生成され、大気圧下で−１５℃程度の温度で安定して貯蔵できる。そのため、ＬＮＧのように−１６２℃の極低温で製造・貯蔵される場合に比べ、設備費、運転費を大幅に低減できる。
さらに、天然ガスハイドレートは、融解する際に極めて大きな解離圧力、例えば、密閉容器内での圧力を試算した結果では約１１０ＭＰａ、を発生させることが可能である。
【００１１】
天然ガス自動車へ天然ガスを充填する場合、通常は従来技術で説明したように、発生させた天然ガスをコンプレッサー等で２５ＭＰａ程度に昇圧して、一旦蓄ガス器に貯蔵した後、自動車に充填するという方法が取られている。しかし、上述の天然ガスハイドレートを用いた場合、その融解する際の大きな解離圧力を利用することができれば、コンプレッサー等を用いることなく十分に高い圧力の天然ガスを発生させることが可能である。さらに、ＬＮＧと比較した場合、天然ガスハイドレートは貯蔵が容易であり、設備費及び運転費を大幅に低減することが可能である。
【００１２】
本発明はこのような検討に基づきなされたもので、以下のような構成を有する。
［１］天然ガスハイドレートを用いた、天然ガス自動車への天然ガスの充填装置であって、
天然ガスハイドレートの融解を行う融解容器と、
前記融解容器内の天然ガスハイドレートの加熱を行う加熱手段と、
前記融解容器内で発生した天然ガスを取り出すための天然ガス取出手段とを有することを特徴とする天然ガス充填装置。
［２］上記［１］において、天然ガス取出手段により取り出された天然ガスの貯蔵を行う蓄ガス器を有することを特徴とする天然ガス充填装置。
［３］上記［２］において、蓄ガス器が、貯蔵するガス圧力の異なる複数の貯蔵タンクからなることを特徴とする天然ガス充填装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る天然ガス充填装置の一実施形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る天然ガス充填装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１に示す天然ガス充填装置１は、天然ガスハイドレートの融解を行う融解容器２と、この融解容器２内の天然ガスハイドレートの加熱を行う加熱手段３と、前記融解容器２内で発生した天然ガスを取り出すための天然ガス取出手段４と、この天然ガス取出手段４により取り出された天然ガスの貯蔵を行う蓄ガス器５とを有している。ここで、前記蓄ガス器５に貯蔵された天然ガスは、補給装置６等を介して所定の圧力まで天然ガス自動車１５に充填される。
【００１５】
図１においては、融解容器２内で発生させた天然ガスを一旦蓄ガス器５に貯蔵した後、天然ガス自動車１５に充填するようにしているが、蓄ガス器５に貯蔵せずに、融解容器２内で発生させた天然ガスを、補給装置６を介して直接天然ガス自動車１５に充填するようにしてもよい。
【００１６】
前記融解容器２は、耐圧構造の容器であり、天然ガスハイドレートを容器内に供給するための供給口７と、融解容器２内で発生した天然ガスを取り出すための天然ガス取り出し口８とを備えている。
【００１７】
さらに、前記融解容器２には、融解容器２内の天然ガスハイドレートの加熱を行う加熱手段３を備えている。前記加熱手段３としては、例えば、温水供給手段、電気ヒーター等の加熱手段などを用いることができる。なお、図１には、前記加熱手段３として、温水供給手段を用いた場合を図示している。
【００１８】
前記温水供給手段としては、温水を融解容器２内に供給するための給水ポンプ３ａと供給水の加熱を行う加熱器３ｂとを備えたものにより構成することができる。ここで、前記加熱器３ｂでは、天然ガスハイドレートの溶解を効率よく行うために、融解容器２内に供給する供給水を３０℃程度の温度に加熱する。また、前記融解容器２内に供給する温水は、天然ガスハイドレートの溶解を効率よく行うために、噴射ノズル等から勢いよく融解容器２内に噴射することが好ましい。
さらに、前記温水供給手段には、融解容器２内に供給され天然ガスハイドレートに熱を与えて低温化された供給水の一部を抜き出し、前記加熱器３ｂで加熱した後、再び融解容器２内に供給できるような供給水循環手段を設けることが好ましい。
【００１９】
また、温排水等の廃熱源が利用可能であれば、前記加熱器３ｂを省略することで運転動力の削減が可能である。
【００２０】
融解容器２内で発生した天然ガスを取り出すための前記天然ガス取出手段４としては、融解容器２に設けられた天然ガス取り出し口８にその一端側が接続された配管と、この配管に設けられた圧力調整弁とを備えたものにより構成することができる。この天然ガス取出手段４の前記天然ガス取り出し口８に接続された部分の他端側は蓄ガス器５に接続されており、前記融解容器２内で発生した天然ガスはこの天然ガス取出手段４を通って前記蓄ガス器５内に貯蔵される。
【００２１】
ここで、前記天然ガス取出手段４には、蓄ガス器５に貯蔵する天然ガスの圧力を調節するための圧力調節弁を設けることが好ましい。これにより、所定圧の天然ガスを蓄ガス器５に貯蔵することが可能となる。
【００２２】
また、前記蓄ガス器５が複数の貯蔵タンクからなる場合には、前記天然ガス取出手段４には切り替え弁等を設けて、各貯蔵タンクにそれぞれ所定圧の天然ガスが充填されるようにすることが好ましい。
【００２３】
前記蓄ガス器５に貯蔵された天然ガスは、補給装置６を介して所定の圧力まで天然ガス自動車１５に充填される。なお、前記補給装置６は、蓄ガス器５に貯蔵されている天然ガスを自動車の燃料タンクに所定の圧力で供給できるものであればよく、その形式等は特に限定されない。
【００２４】
以下、前記融解容器２内で天然ガスハイドレートを融解する場合の手順を図２を用いて説明する。
【００２５】
まず、図２（ａ）に示すように、融解容器２内に天然ガスハイドレートを貯蔵する保冷タンク９から天然ガスハイドレートを供給する。ここで、天然ガスハイドレートは大気圧下で−１５℃程度の温度で安定して貯蔵できるので、ＬＮＧを貯蔵する場合と比較して前記保冷タンク９の設備費及び運転費を大幅に削減することが可能となる。
【００２６】
前記保冷タンク９と融解容器２とは配管等で接続して、その配管を通して保冷タンク９内の天然ガスハイドレートを融解容器２内に供給するようにしてもよいが、特に配管等で接続せずに、保冷タンク９から抜き出した天然ガスハイドレートを融解容器２に設けた供給口７から直接供給するようにしてもよい。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、例えば、前記温水供給手段１０により、融解容器２内に温水を供給し、融解容器２内の天然ガスハイドレートの加熱・融解を行う。図２（ｂ）に示す例では、前記供給水循環手段が設けられており、融解容器２内に供給された温水は循環して天然ガスハイドレートの加熱・融解に用いられる。
【００２８】
天然ガスハイドレートの融解により発生した天然ガスは、融解容器２に設けられた天然ガス取り出し口８から天然ガス取出手段４を通って蓄ガス器５内に貯蔵される。前記蓄ガス器５には、天然ガス取出手段４に設けられた圧力調節弁により、所定圧の天然ガスが充填される。
【００２９】
ここで、前記蓄ガス器５が複数の貯蔵タンクからなる場合、例えば、前記複数の貯蔵タンクを高圧用、中圧用、低圧用に分けて（この場合は少なくとも３つのタンクが必要となるが、タンクが２つの場合には高圧用、低圧用に分ける。）、前記融解容器２内で発生する天然ガスを充填するようにすることが好ましい。融解容器２内の天然ガスハイドレートの量が多い時には、発生する天然ガスの量が多く高圧の天然ガスを抜き出すことが可能であるが、融解容器２内の天然ガスハイドレートの量が少なくなるにつれ抜き出される天然ガスの圧力は低下する。この場合、圧力に応じて貯蔵タンクに充填することにより、発生する天然ガスを無駄なく効率的に抜き出すことが可能となる。
【００３０】
なお、融解容器２内の天然ガスハイドレートの加熱を行う加熱手段３として電気ヒーター等の加熱手段を用いた場合も同様に行うことができる。
【００３１】
図２（ｃ）は、融解容器２内の天然ガスハイドレートの融解が完了した状態を示したもので、融解容器２内には残存した天然ガスと供給水が存在する。
【００３２】
次に、図２（ｄ）に示すように、融解容器２内に給水して、残存する天然ガスを低圧用の貯蔵タンクに充填する。これにより、天然ガスを無駄なく利用することが可能となる。
【００３３】
次に、図２（ｅ）に示すように、融解容器２内の供給水を抜き、融解容器２内を空にする。ここで、融解容器２内から抜かれた供給水は再び加熱水として再利用される。
【００３４】
融解容器２内が空になった状態で、再び天然ガスハイドレートを供給し、同様の手順により加熱・融解が行われる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、天然ガス充填装置の設置場所に限定されず、設備費及び運転費の低減が可能な天然ガス充填装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る天然ガス充填装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る融解容器内で天然ガスハイドレートを融解する場合の手順を説明するための図である。
【図３】従来技術に係る天然ガス自動車に天然ガスを充填する方法についての説明図である。
【符号の説明】
１  天然ガス充填装置
２  融解容器
３  加熱手段
４  天然ガス取出手段
５  蓄ガス器
６  補給装置
７  供給口
８  ガス取り出し口
９  保冷タンク
１０  温水供給手段
１５  天然ガス自動車
【図１】
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【図２】
2004162820.tif 000004
【図３】
2004162820.tif 000005