(57)【要約】【課題】大気圧よりも高圧下に設置した装置を駆動するものであって、構造が簡単で設置にかかるコストも安価な、油圧モータによる駆動装置を提供すること。【解決手段】大気圧よりも高圧に保持された筐体１００ａの内部に脱水装置の軸体４１を設置し、この軸体４１を駆動する油圧モータ１００を筐体１００ａ内に設置する。さらに、油圧モータ１００を駆動すべき作動油を事前に加圧して大気圧よりも高圧にしておく。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧よりも高圧に保持された筐体の内部に被駆動機械を設置し、該被駆動機械を駆動する油圧モータを同筐体内に設置したことを特徴とする油圧モータによる駆動装置。
【請求項２】
前記油圧モータを駆動すべき作動油を事前に加圧して大気圧よりも高圧にしておく予圧手段を備えることを特徴とする請求項１記載の油圧モータによる駆動装置。
【請求項３】
前記予圧手段の圧力源が、前記筐体の内部を加圧する圧力源と共通することを特徴とする請求項２記載の油圧モータによる駆動装置。
【請求項４】
前記作動油の減少を補う補給手段を設けたことを特徴とする請求項２または３記載の油圧モータによる駆動装置。
【請求項５】
内部を大気圧よりも高圧に保持した容器体と、側面に螺旋状の突条部を有し前記容器体の内部空間に配置された軸体とを備えるスクリュープレス型脱水装置であって、
前記容器体の内部に配置した前記軸体を被駆動機械とし、該軸体を駆動するために請求項１から４のいずれか記載の油圧モータによる駆動装置を設置したことを特徴とするスクリュープレス型脱水装置。
【請求項６】
大気圧よりも高圧に保持された生成容器の内部で天然ガスと原料水とを反応させて天然ガスハイドレートを生成する生成手段と、生成した天然ガスハイドレートを脱水する脱水手段とを備える天然ガスハイドレート生成システムであって、
前記脱水手段が、内部を大気圧よりも高圧に保持した容器体と、側面に螺旋状の突条部を有し前記容器体の内部空間に配置された軸体とを備え、
前記容器体の内部に配置した前記軸体を被駆動機械とし、該軸体を駆動するために請求項１から４のいずれか記載の油圧モータによる駆動装置を設置したことを特徴とする天然ガスハイドレート生成システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧よりも高圧下に設置した被駆動機械を駆動する駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、メタン等の炭化水素を主成分とする天然ガスを貯蔵・輸送する方法としては、ガス田から天然ガスを採取したあと液化温度まで冷却し、液化天然ガス（ＬＮＧ）とした状態で貯蔵・輸送する方法が一般的である。しかしながら、例えば液化天然ガスの主成分であるメタンの場合、液化させるには−１６２℃といった極低温条件が必要であり、こうした条件を維持しながら貯蔵・輸送を行うためには、専用の貯蔵装置やＬＮＧ輸送船といった専用の輸送手段が必要となる。こうした装置等の製造および維持・管理には非常に高いコストを要するため、上記方法に代わる低コストの貯蔵・輸送方法が鋭意研究されてきた。
【０００３】
こうした研究の結果、天然ガスを水和させて固体状態の水和物（以下「天然ガスハイドレート」とする）を生成し、この固体状態のまま貯蔵・輸送するという方法が見出され、近年特に有望視されている（例えば下記の特許文献１）。この方法では、ＬＮＧを取扱う場合のような極低温条件は必要とされず、また固体とするためその取扱いも比較的容易である。このため、既存の冷凍装置あるいは既存のコンテナ船を若干改良したものを各々貯蔵装置あるいは輸送手段として利用可能となり、したがって、大幅な低コスト化が図れるものとして期待が寄せられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２６４８５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の特許文献１に記載されたハイドレートの製造装置においては、生成容器から取り出した天然ガスハイドレートは水分を多量に含んでおり、そのまま輸送、貯蔵するのは非常に効率が悪い。そこで、脱水装置を使って天然ガスハイドレートを脱水する必要があるが、生成容器から取り出した天然ガスハイドレートは、生成時と同じくガスハイドレートの生成圧力よりも高圧に保っておかないとどんどん分解してしまう。そのため、脱水装置も生成時と同等の加圧雰囲気に置く必要がある。
【０００６】
ここで問題になるのが、脱水装置の駆動装置をどうするか、ということである。天然ガスハイドレートという可燃性の物質を扱う機械であるため、引火の危険のある電動機の使用は極力避けなければならない。したがって、使用可能な機器としては油圧モータが有力になるが、電動機であれ油圧モータであれ、加圧雰囲気の筐体の内部に置かれた脱水装置を駆動するには筐体と駆動軸との間で十分な気密性を確保する必要がある。これは、取り扱う物質が可燃性であることから、安全性を確保するうえで絶対に満たさなければならない条件である。この条件を満たすためには、筐体と駆動軸との間に軸封装置を設置するのが一般的であるが、軸封装置は構造が複雑でかつ非常に高価であり、維持に手間が掛かるとともに初期の設備費が嵩んでしまう。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、大気圧よりも高圧下に設置した装置を駆動するものであって、構造が簡単で設置にかかるコストも安価な、油圧モータによる駆動装置を提供すること目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の油圧モータによる駆動装置を採用する。
すなわち本発明に係る請求項１記載の油圧モータによる駆動装置は、大気圧よりも高圧に保持された筐体の内部に被駆動機械を設置し、該被駆動機械を駆動する油圧モータを同筐体内に設置したことを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、油圧モータを、駆動すべき機械と同じく加圧雰囲気の筐体内に設置することにより、軸封装置を設ける必要がなく、構造が簡単になって設置にかかるコストが安価に抑えられる。
【００１０】
請求項２記載の油圧モータの駆動装置は、請求項１記載の油圧モータによる駆動装置において、前記油圧モータを駆動すべき作動油を事前に加圧して大気圧よりも高圧にしておく予圧手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
油圧モータを加圧雰囲気に置くと、油圧モータを駆動するためには、その駆動圧力（大気圧下で油圧モータを駆動させるために供給すべき圧力）に雰囲気圧力を加えた圧力を油圧モータに供給しなければならない。そこで本発明においては、油圧モータを駆動すべき作動油を事前に加圧して大気圧よりも高圧にしておくことにより、油圧モータを駆動するためになすべき仕事が、予圧分だけ少なくなる。これにより、油圧モータを駆動するために消費されるエネルギーの削減が可能である。
【００１２】
請求項３記載の油圧モータの駆動装置は、請求項２記載の油圧モータによる駆動装置において、前記予圧手段の圧力源が、前記筐体の内部を加圧する圧力源と共通することを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、予圧手段の圧力源を、筐体の内部を加圧する圧力源と共通化することにより、油圧モータを駆動するためになすべき仕事が、雰囲気圧力分だけ相殺され、通常の駆動圧力だけの昇圧で済むようになる。
【００１４】
請求項４記載の油圧モータの駆動装置は、請求項２または３記載の油圧モータによる駆動装置において、前記作動油の減少を補う補給手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、作動油の減少を補うことにより、作動油を切らすことなく油圧モータを継続して駆動させることができる。
【００１６】
請求項５記載のスクリュープレス型脱水装置は、内部を大気圧よりも高圧に保持した容器体と、側面に螺旋状の突条部を有し前記容器体の内部空間に配置された軸体とを備えるスクリュープレス型脱水装置であって、
前記容器体の内部に配置した前記軸体を被駆動機械とし、該軸体を駆動するために請求項１から４のいずれか記載の油圧モータによる駆動装置を設置したことを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、油圧モータを、駆動すべき軸体と同じく加圧雰囲気の容器体内に設置することにより、軸封装置を設ける必要がなく、構造が簡単になって脱水装置の設置にかかるコストが安価に抑えられる。
【００１８】
請求項６記載の天然ガスハイドレート生成システムは、大気圧よりも高圧に保持された生成容器の内部で天然ガスと原料水とを反応させて天然ガスハイドレートを生成する生成手段と、生成した天然ガスハイドレートを脱水する脱水手段とを備える天然ガスハイドレート生成システムであって、
前記脱水手段が、内部を大気圧よりも高圧に保持した容器体と、側面に螺旋状の突条部を有し前記容器体の内部空間に配置された軸体とを備え、
前記容器体の内部に配置した前記軸体を被駆動機械とし、該軸体を駆動するために請求項１から４のいずれか記載の油圧モータによる駆動装置を設置したことを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、油圧モータを、駆動すべき軸体と同じく加圧雰囲気の容器体内に設置することにより、軸封装置を設ける必要がなく、構造が簡単になって脱水装置の設置にかかるコストが安価に抑えられ、結果的にシステム全体の設備費が安価に抑えられる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１および図２に示して説明する。なお、以下では本発明の油圧モータによる駆動装置を適用した天然ガスハイドレート生成システムの概要について先に説明し、続いて油圧モータによる駆動装置の詳細について説明する。
図１は、本発明の油圧モータによる駆動装置を採用した天然ガスハイドレート生成システムの具体的な装置構成を示す。以下では、図において、１１は天然ガスと原料水とを氷点よりも高温かつ大気圧よりも高圧下で反応させて天然ガスハイドレートを生成する生成反応装置、１２は生成された天然ガスハイドレートを物理的に脱水するスクリュープレス型脱水装置、１３は脱水の過程もしくは脱水後において天然ガスハイドレートに含まれる残存水分を天然ガスと反応させて天然ガスハイドレートを生成する２軸スクリュー型脱水装置、１４は生成された天然ガスハイドレートを冷却するスクリューコンベア型冷却装置、１５は冷却された天然ガスハイドレートを大気圧まで減圧するバルブ切替型の減圧装置、１６は天然ガスハイドレートを成形固化する加圧プレス型成形装置である。また、符号１７は原料である水を貯蔵する貯水槽、１８は同じく原料である天然ガスを産出するガス田、１９はガス田１８から産出された天然ガスを貯蔵するガス貯蔵部である。
【００２１】
生成反応装置１１は、圧力容器２０を有している。圧力容器２０には、貯水槽１７の原料水を導入する水配管２１が接続されるとともに、ガス貯蔵部１９の天然ガスを導入するガス配管２２が接続されている。水配管２１には、原料水を吸い上げて圧力容器２０の内部に導入する水ポンプ２３と、バルブ２４とが設けられている。圧力容器２０の内部には、原料水が導入されて水相Ｌが形成されるとともに、天然ガスが導入されて気相Ｇが形成されている。
【００２２】
さらに、圧力容器２０には、気相Ｇの圧力を計測する圧力計２５が設けられ、ガス配管にはバルブ２６および流量調節弁２７が設けられている。流量調節弁２７の開度は、圧力計２５の計測値に基づき圧力容器２０内部に天然ガスを補充して気相Ｇの圧力をガスハイドレートの生成圧力（例えば５．０ＭＰａ）に保つように制御される。
【００２３】
圧力容器２０には、水相Ｌの温度を氷点よりも高温であってかつガスハイドレートの生成温度よりも低温（この状態を「過冷却」と定義する）に保つ冷却装置２８が設けられている。冷却装置２８によって圧力容器２０の内部を過冷却の状態に保つのは、天然ガスハイドレートが生成する過程で発生する水和熱を回収し、圧力容器２０の内部を常に生成温度（例えば４．０℃〜６．０℃）に保つためである。
【００２４】
圧力容器２０には、底部と頂部とを繋いで原料水を循環させる水配管３０が接続されている。水配管３０には、水相Ｌの原料水を吸い上げて循環させる水循環ポンプ３１と、水循環ポンプ３１によって吸い上げられた原料水を冷却する熱交換器３２と、原料水のみを透過するフィルタ３３と、バルブ３４，３５とが設けられている。また、圧力容器２０の頂部から内側に突き出した水配管２６の先端には、気相Ｇ中に原料水を噴霧するスプレーノズル３６が設けられている。
【００２５】
圧力容器２０の側壁には、水相Ｌの液面に生成されたスラリー状の天然ガスハイドレートを抜き出すスラリー抜出口２０ａが設けられており、圧力容器２０は、スラリー抜出口２０ａに接続されたスラリー配管３７を介してスクリュープレス型脱水装置１２と接続されている。スラリー配管３７には、バルブ３８と、水相Ｌの液面に浮遊するスラリーを吸い出すスラリー抜出ポンプ３９とが設けられている。
【００２６】
スクリュープレス型脱水装置１２は、円筒形の内部空間４０ａを有する容器体４０と、側面に螺旋状の突条部４１ａを有し内部空間４０ａに配置された軸体４１とを備えている。容器体４０の先端には、生成反応装置１１においてスラリー状に生成された天然ガスハイドレートを内部空間４０ａに取り入れる取入口４０ｂが設けられている。取入口４０ｂには、上述したスラリー配管３７が接続されている。内部空間４０ａの圧力は、スラリー配管３７を介して圧力容器２０と連通することによってガスハイドレートの生成圧力に保たれている。
【００２７】
容器体４０は、内部空間４０ａを形成する内壁４０ｃと外殻を構成する筐体４０ｄとの二重構造になっており、内壁４０ｃはメッシュ加工され、筐体４０ｄには内部に溜まったろ過水を排出する排水口４０ｅが設けられている。筐体４０ｄは、排水口４０ｅに接続された水配管４４を介して圧力容器２０に直に接続されている。水配管４４には、排出された水を圧力容器２０の内部に導入する水ポンプ４５と、バルブ４６とが設けられている。
【００２８】
軸体４１は、突条部４１ａを内部空間４０ａの内面に近接させて配置されるとともに、自らの軸線を中心として所定方向に回転可能に支持されており、駆動装置４２によって回転駆動される。容器体４０の終端には、軸体４１の回転によって搬送されてきた天然ガスハイドレートを取り出す取出口４０ｆが設けられている。容器体４０は、取出口４０ｆに接続されたハイドレート配管４３を介して後段の２軸スクリュー型脱水装置１３に接続されている。
【００２９】
２軸スクリュー型脱水装置１３は、断面が長円形をなす筒形の内部空間５０ａを有する容器体５０と、側面に螺旋状の突条部５１ａ，５２ａを有し内部空間５０ａに配置されて個々に回転しながら天然ガスハイドレートを搬送する２本の軸体５１，５２とを備えている。容器体５０の先端には、スクリュープレス型脱水装置１２において物理的に脱水された天然ガスハイドレートを取り入れる取入口５０ｂが設けられている。取入口５０ｂには、上述したハイドレート配管４３が接続されている。内部空間５０ａの圧力は、ハイドレート配管４３を介してスクリュープレス型脱水装置１２の内部空間４０ａと連通することによってガスハイドレートの生成圧力に保たれている。
【００３０】
軸体５１，５２は、両者が平行に配置されるとともに軸方向から見てそれぞれの突条部５１ａ，５２ａを重複させて配置されている。さらに、それぞれの突条部５１ａ，５２ａを内部空間５０ａの内面に近接させて配置されるとともに、自らの軸線を中心として回転可能に支持されており、駆動装置５３によって回転駆動される。なお、両軸体の回転方向は同方向であってもよいし、異なる方向であってもよい。
【００３１】
容器体５０の終端には、軸体５１，５２の回転によって搬送されてきたガスハイドレートを取り出す取出口５０ｃが設けられている。取出口５０ｃにはハイドレート配管５４を介して後段のスクリューコンベア型冷却装置１４に接続されている。取出口５０ｃに近い容器体５０の側面には、天然ガスを内部空間５０ａに供給するガス供給孔５０ｄが設けられている。ガス供給孔５０ｄは、ガス配管２４から分岐するガス配管５５を介してガス貯蔵部１９に接続されている。ガス配管５５にはバルブ５６および流量調節弁５７が設けられている。一方、取入口５０ｂに近い容器体５０には、内部空間５０ａの圧力を検出する圧力計５８が設置されており、流量調節弁５７の開度は、圧力計５８の計測値に基づき内部空間５０ａに天然ガスを補充して内部の圧力を常にガスハイドレートの生成圧力に保持するように制御される。
【００３２】
スクリュープレス型脱水装置１２および２軸スクリュー型脱水装置１３には、内部空間４０，５０の内部を上記過冷却の状態に保持する冷却装置（図示略）が設けられている。
【００３３】
スクリューコンベア型冷却装置１４は、円筒形の内部空間６０ａを有する容器体６０と、側面に螺旋状の突条部６１ａを有し内部空間６０ａに配置された軸体６１とを備えている。容器体６０の先端には、２軸スクリュー型脱水装置１３において水和脱水された天然ガスハイドレートを内部空間６０ａに取り入れる取入口６０ｂが設けられている。取入口６０ｂには、上述したハイドレート配管５４が接続されている。軸体６１は、突条部６１ａを内部空間６０ａの内面に近接させて配置されるとともに、自らの軸線を中心として所定方向に回転可能に支持されており、駆動装置６２によって回転駆動される。容器体６０の終端には、軸体６１の回転によって搬送されてきた天然ガスハイドレートを取り出す取出口６０ｃが設けられている。取出口６０ｃはハイドレート配管６３を介して後段のバルブ切替型減圧装置１５に接続されている。内部空間６０ａの圧力は、ハイドレート配管６３を介して２軸スクリュー型脱水装置１３の内部空間５０ａと連通することによってガスハイドレートの生成圧力に保たれている。
【００３４】
容器体６０は、内部空間６０ａを形成する内壁６０ｄと外殻を構成する筐体６０ｅとの二重構造になっており、取出口６０ｃに近い筐体６０ｅの側面には内壁６０ｄとの隙間に冷媒を導入する冷媒入口６０ｆが設けられ、取入口６０ｂに近い筐体６０ｅの側面には冷媒を導出する冷媒出口６０ｇが設けられている。容器体６０には、冷媒入口６０ｆと冷媒出口６０ｇとを繋ぐ冷媒配管６５が接続されており、冷媒配管６５には冷媒循環ポンプ６６および熱交換器６７が設けられている。冷媒は熱交換器６６によって冷却され、冷媒配管６５を通じて内壁６０ｄと筐体６０ｅとの隙間に流入し、脱水を終えた天然ガスハイドレートを低気圧下でも分解しない氷点以下の低温（例えば−１０℃〜−１５℃）まで冷却する。
【００３５】
バルブ切替型減圧装置１５は、ハイドレート配管６３に直列に設けられた２つのバルブ７１，７２によって構成されている。２つのバルブ７１，７２は離間して配置され、後段のバルブ７２を経たハイドレート配管６３は大気開放されており、その後段には加圧プレス型成形装置１６が設けられている。加圧プレス型成形装置１６は、固定の壁部７５と壁部７５に接近離間可能に駆動されるプレート７６とを備えている。
【００３６】
上記のように構成された生成システムによる天然ガスハイドレートの生成について説明する。
まず、貯水槽１７から圧力容器２０内に原料水を導入し水相Ｌを形成する。同時に、ガス貯蔵部１９から圧力容器２０内に天然ガスを導入し、気相Ｇの圧力をガスハイドレートの生成圧力にまで高める。なお、水相Ｌを形成する原料水には、必要であれば安定化剤を添加してもよい。次に、水相Ｌの温度を過冷却の状態にまで冷却し、以後はこの状態が維持されるように温度管理を行う。
【００３７】
圧力容器２０内の温度および圧力の状態が安定したら、水相Ｌを形成する原料水の一部を水配管３０を通じて圧力容器２０の底部から抜き出し、熱交換器３２によって再度冷却した後、スプレーノズル３６から気相Ｇ中に噴霧する。スプレーノズル３６から噴霧された水粒子は気相Ｇ中を漂いながら水相Ｌに向けて落下する。このように気相Ｇ中に水の粒子を多量に形成することにより、気相Ｇ中に存在する水粒子の表面積、すなわち気相Ｇを形成する天然ガスとの接触面積が極めて大きくなる。水粒子の表面では、水と天然ガスとの水和反応が起こり、天然ガスハイドレートが生成される。なお、圧力容器２０内の温度は氷点よりも高温になるように制御されているので、水相Ｌを形成する原料水や噴霧された水粒子が凍りつくことはない。
【００３８】
水粒子の表面で生成された天然ガスハイドレートはそのまま落下し、水相Ｌの液面に降り積もり、天然ガスハイドレートの層を形成する。この天然ガスハイドレートはスラリー抜出口２０ａから抜き出され、スラリー配管３７を通じてスクリュープレス型脱水装置１２に送り込まれる。このとき、天然ガスハイドレートは原料水とともに回収されるため、含水率が非常に高いスラリー状となる。
【００３９】
スラリー配管３７を通じてスクリュープレス型脱水装置１２に送り込まれたスラリー状の天然ガスハイドレートは、取入口４０ｂを通じて内部空間４０ａに収容され、軸体４１の回転によって軸方向に搬送され、その過程で加圧されることによって物理的に脱水される。天然ガスハイドレートから分離された余剰の水分は、今だに非常に多くの天然ガスハイドレートを含んでいる。そこで、この余剰水は内壁４０ｃのメッシュを通じて筐体４０ｄの内部に集められて排水口４０ｅから排出され、水配管４４を通じて圧力容器２０に再度導入される。なお、駆動装置４２の作動の詳細については後に詳述する。
【００４０】
一方、物理脱水を終えた天然ガスハイドレートは、取出口４０ｆを通じてスクリュープレス型脱水装置１２から取り出され、ハイドレート配管４３を通じて２軸スクリュー型脱水装置１３に送り込まれる。
【００４１】
２軸スクリュー型脱水装置１３に送り込まれた天然ガスハイドレートは、取入口５０ｂを通じて内部空間５０ａに収容され、軸体５１，５２の回転によって軸方向に搬送される。その過程で残存する水分と内部空間５０ａに供給された天然ガスと接触し、これとともに撹拌されつつ冷却されることによって残存する水分と天然ガスとを反応させてハイドレート化する。
【００４２】
内部空間５０ａに収容された天然ガスハイドレートは、取出口５０ｃに至るころには残存する水分のほとんどを未水和の天然ガスと水和反応させることで脱水され、結果的に天然ガスハイドレートそのものの量を増加させる。水和脱水を終えた天然ガスハイドレートは、取出口５０Ｃを通じて２軸スクリュー型脱水装置１３から取り出され、ハイドレート配管５４を通じてスクリューコンベア型冷却装置１４に送り込まれる。
【００４３】
スクリューコンベア型冷却装置１４に送り込まれた天然ガスハイドレートは、取入口６０ｂを通じて内部空間６０ａに収容され、軸体４１の回転によって軸方向に搬送され、その過程で容器体６０内部を循環する冷媒によって冷却される。氷点以下の低温になるまで冷却された天然ガスハイドレートは、取出口６０ｆを通じてスクリューコンベア型冷却装置１４から取り出され、ハイドレート配管６３を通じてバルブ切替型減圧装置１５に送り込まれる。
【００４４】
バルブ切替型減圧装置１５は上流側のバルブ７１を開き、下流側のバルブ７２を閉じた状態とされ、天然ガスハイドレートを受け入れる。バルブ７１，７２間には天然ガスハイドレートが蓄積していくので、ある程度になったらバルブ７１を閉じ、続いてバルブ７２を開いてバルブ７１，７２間の天然ガスハイドレートを大気圧まで減圧する。減圧を終えた天然ガスハイドレートは、バルブ切替型減圧装置１５から取り出され、加圧プレス型成形装置１６に送り込まれる。
【００４５】
加圧プレス型成形装置１６に送り込まれた天然ガスハイドレートは、プレート７６によって壁部７５に押し付けられるようにして成形固化される。成形固化された天然ガスハイドレートは図示しない専用の輸送容器に収容され、貯蔵・輸送される。
【００４６】
次に、スクリュープレス型脱水装置１２を駆動する駆動装置４２のより詳細な構造を図２に示す。
駆動装置４２は、軸体４１を回転駆動する油圧モータ１００と、油圧モータ１００に供給する作動油を溜めておくタンク１０１と、タンク１０１から油圧モータ１００に作動油を導く油配管１０２と、油配管１０２を通じて作動油を油圧モータ１００に加圧供給する油圧ポンプ１０１と、油圧モータ１００に対して仕事をした作動油をタンク１０１に戻す油配管１０４とを備えている。
【００４７】
油圧モータ１００は、スクリュープレス型脱水装置１２の筐体４０ｄと一体となった筐体１００ａに収められ、軸体４１の基端に図示しないカップリング（軸継手）を介して接続されている（油圧モータ１００の駆動圧力は１０．０ＭＰａとする）。筐体１００ａには耐圧構造が採用されており、その内圧は、容器体４０の内部空間４０ａと連通することでガスハイドレートの生成圧力に保たれている。
【００４８】
タンク１０１は、筐体１００ａと同じく耐圧構造が採用されており、生成反応装置１１の圧力容器２０の上部に均圧管１０５を介して接続され、その内圧がガスハイドレートの生成圧力に保たれている（圧力容器２０と均圧管１０５とが予圧手段をなす）。油配管１０２，１０４は筐体１００ａを貫通して配設されるが、各配管と筐体１００ａとの間は気密性が保たれるように厳密に封止されている。油圧ポンプ１０３は、電動モータ１０３ａによって駆動されるようになっている。
【００４９】
タンク１０１には、作動油の減少を補う補給手段として、補助タンク１０６と、補助タンク１０６からタンク１０１に作動油を導く油配管１０７と、油配管１０７を通じて作動油をタンク１０１に加圧供給する油圧ポンプ１０８とが設けられている。補助タンク１０６は大気開放されており、図示しないが油圧モータ１００や油圧ポンプ１０３，１０８からの排油（ドレン）が集められるようになっている。油圧ポンプ１０８は、電動モータ１０８ａによって駆動されるようになっている。
【００５０】
上記のように構成された駆動装置４２においては、タンク１０１の作動油がガスハイドレートの生成圧力と同等（５．０ＭＰａ）に加圧されている。スクリュープレス型脱水装置１２による脱水を行うにあたり、油圧ポンプ１０３を駆動すると、この加圧された作動油が油配管１０２を通じて油圧モータ１００に供給される。油圧ポンプ１０３は、作動油を、油圧モータ１００の駆動圧力（１０．０ＭＰａ）に筐体１００ａの内部圧力（５．０ＭＰａ）を加えた圧力（１５．０ＭＰａ）まで昇圧するために仕事をする。作動油が所望の圧力（１５．０ＭＰａ）にまで昇圧すると油圧モータ１００が駆動し、軸体４１が回転駆動される。これにより、内部空間４０ａに収容されたスラリー状の天然ガスハイドレートが物理的に脱水される。油圧モータ１０１に対して仕事をした作動油は、油配管１０４を通じてタンク１０１に戻される。
【００５１】
運転を継続すると、油圧モータ１００や油圧ポンプ１０３，１０８から排油が生じるのは致し方ないが、その排油は補助タンク１０６に戻される。排油が生じると、タンク１０１、油圧ポンプ１０３、油圧モータ１００、油配管１０２，１０４によって構成される油圧回路中を流通する作動油が減少することになる。そこで、適切な時期に油圧ポンプ１０８を駆動し、補助タンク１０６からタンク１０１に予備の作動油を押し込んで補給する。
【００５２】
上記の駆動装置によれば、油圧モータ１００を駆動するために油圧ポンプ１０３がすべき仕事は、当初から５．０ＭＰａに加圧された作動油を１５．０ＭＰａにまで加圧する分だけ、つまり差圧の１０．０ＭＰａ分の昇圧だけでよい。そのため、油圧ポンプ１０３を駆動する電動モータ１０３ａのエネルギー消費が小さくて済む。
【００５３】
また、軸体４０は内部空間４０ａと筐体１００ａとに跨るものの、これらはともにガスハイドレートの生成圧力に加圧されているので、両者を隔てる隔壁部分に気密性を確保する必要がなく、安全である。また、気密性を確保するために軸封装置等の複雑で高価な機構を設置する必要がない。
【００５４】
なお、本実施形態においては筐体１００ａ内部を加圧する圧力源としての圧力容器２０を、タンク１０１内部を加圧する圧力源として共通化し、生成圧力の５．０ＭＰａ分を相殺したが、タンク１０１の圧力源には、圧力容器２０に限らず、大気圧よりも高圧を得られる圧力源であればいかなるものを使用してもよい。もし、圧力容器２０よりも高圧を得られるものがあればそちらを採用すべきである。ただし、これら圧力源はタンク１０１を加圧するために動力を要するものであっては意味がなく、あくまで余剰の圧力を利用できるものに限られる。
【００５５】
また、本実施形態においてはスクリュープレス型脱水装置１２の駆動装置４２のみ説明したが、２軸スクリュー型脱水装置１３、スクリューコンベア型冷却装置１４の各駆動装置にも同様の機構を採用することができる。
【００５６】
また、本実施形態においては天然ガスハイドレートの生成システムに具備される各駆動装置に本発明の油圧モータによる駆動装置を適用した例を挙げたが、本発明は天然ガスハイドレートの生成システムに限らず、大気圧よりも高圧下でなんらかの機構を駆動させる装置に適用することができる。その一例としては海底掘削装置が上げられる。この場合の圧力源としては海底の水圧を利用する。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、油圧モータを、駆動すべき機械と同じく加圧雰囲気の筐体内に設置することにより、軸封装置を設ける必要がないので、構造が簡単になって設置にかかるコストを安価に抑えることができる。
【００５８】
また、油圧モータを駆動すべき作動油を、余剰の圧力を利用して事前に加圧し、大気圧よりも高圧にしておくことにより、油圧モータを駆動するためになすべき仕事が、予圧分だけ少なくなるので、油圧モータを駆動するために消費されるエネルギーを節約することができる。
【００５９】
さらに、予圧手段の圧力源を、筐体の内部を加圧する圧力源と共通化することにより、油圧モータを駆動するためになすべき仕事が、雰囲気圧力分だけ相殺され、通常の駆動圧力だけの昇圧で済むので、さらなるエネルギーの削減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の天然ガスハイドレート生成装置の具体的な装置構成を示す図である。
【図２】スクリュープレス型脱水装置の駆動装置、およびその周辺機器のより詳細な構造を示す図である。
【符号の説明】
１１      生成反応装置
１２      スクリュープレス型脱水装置
２０      圧力容器
４２      駆動装置
１００    油圧モータ
１００ａ  筐体
１０１    タンク
１０２    油配管
１０３    油圧ポンプ
１０４    油配管
１０５    均圧管
【図１】
2004243270.tif 000003
【図２】
2004243270.tif 000004