(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水和物を生成するゲスト化合物の水溶液を冷却して生成された水和物粒子を含む水和物スラリを輸送する方法であって、前記水和物スラリは、前記水溶液を冷却して生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物が合体した粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含むことを特徴とする水和物スラリの輸送方法。
【請求項２】
水和物を生成するゲスト化合物の水溶液を冷却して生成された水和物粒子を含む水和物スラリを輸送する方法であって、前記水和物スラリは、前記水溶液を冷却して生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物と前記粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物が合体した粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含むことを特徴とする水和物スラリの輸送方法。
【請求項３】
前記ゲスト化合物は、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−ブチルホスホニウム塩およびトリｉｓｏ−アミルスルホニウム塩からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または２に記載の水和物スラリの輸送方法。
【請求項４】
水和物を生成するゲスト化合物の水溶液を冷却して生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を含む水和物スラリを製造する冷凍装置と、生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を凝集させ粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物に成形する成形装置と、成形された粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリを貯蔵する蓄熱槽と、負荷側機器と、蓄熱槽から粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリを負荷側機器へ輸送する輸送ポンプと、前記の冷凍装置、成形装置、蓄熱槽、輸送ポンプおよび負荷側機器を連通する配管系とを具備したことを特徴とする水和物スラリの輸送装置。
【請求項５】
水和物を形成するゲスト化合物の水溶液を冷却して生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を含む水和物スラリを製造する冷凍装置と、生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を含む水和物スラリを貯蔵する微粒子蓄熱槽と、冷凍装置で生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を凝集させ粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物に成形する成形装置と、成形された粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリを貯蔵する粗粒子蓄熱槽と、負荷側機器と、微粒子蓄熱槽から微粒子水和物を含む水和物スラリを抜き出すとともに粗粒子蓄熱槽から粗粒子水和物を含む水和物スラリを抜き出して合流させ負荷側機器へ輸送する輸送ポンプと、前記の冷凍装置、微粒子蓄熱槽、成形装置、粗粒子蓄熱槽、輸送ポンプおよび負荷側機器を連通する配管系とを具備したことを特徴とする水和物スラリの輸送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水和物スラリにより冷熱を効率的に輸送する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゲスト化合物（テトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−ブチルホスホニウム塩、トリｉｓｏ−アミルスルホニウム塩などの各種塩類）を含む水溶液を冷却すると、水和物が生成される。この水和物は０℃以上の温度で生成でき、しかも潜熱が大きく冷水に比較して数倍の熱量の冷熱を貯蔵することができる。また、この水和物は微細な粒子となって水溶液中に浮遊して比較的流動性の高い水和物スラリを形成する。このため、このような水和物スラリは、空調設備などの蓄冷材または冷熱の搬送媒体として好ましい特性を有している。
【０００３】
上記のような水和物スラリは、ポンプ等により配管系を介して蓄熱槽や負荷側機器、たとえば空調設備の室内ユニット等に送られる。特に、深夜電力や廃熱などを利用して水和物スラリを製造、貯蔵しておき、その冷熱をビルなどの空調に使用するシステムでは、水和物スラリをビル内の複雑で長い配管内を流通させなければならず、その輸送に必要な動力を低減することが望ましい。
【０００４】
図１に、テトラｎ−ブチルアンモニウムブロマイド（ＴＢＡＢ）をゲスト化合物とする水和物スラリの粒径分布の一例を示す。この図に示されるように、冷却により生成される水和物粒子は粒径１０〜３００μｍ程度の微粒子であり、このような微粒子水和物を含む水和物スラリは非ニュートン流体の特性を示す。このため、水和物スラリの固相率が高くなると、輸送熱密度は高くなるものの、同時に粘度が高くなり、配管輸送する際の圧力損失が大きく、ひいてはポンプ動力が大きくなるという問題や配管口径を大きくする必要があり設備費が高くなるという問題があることがわかってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、水和物スラリの固相率が高い場合でも、ポンプ動力を低減できる水和物スラリの輸送方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る水和物スラリの輸送方法は、水和物を生成するゲスト化合物の水溶液を冷却して生成された水和物粒子を含む水和物スラリを輸送する方法であって、前記水和物スラリは、前記水溶液を冷却して生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物が合体した粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る他の水和物スラリの輸送方法は、水和物を生成するゲスト化合物の水溶液を冷却して生成された水和物粒子を含む水和物スラリを輸送する方法であって、前記水和物スラリは、前記水溶液を冷却して生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物と前記粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物が合体した粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明において、ゲスト化合物としては、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−ブチルホスホニウム塩およびトリｉｓｏ−アミルスルホニウム塩からなる群より選択される少なくとも１種が挙げられる。
【０００９】
本発明に係る水和物スラリの輸送装置は、水和物を生成するゲスト化合物の水溶液を冷却して生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を含む水和物スラリを製造する冷凍装置と、生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を凝集させ粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物に成形する成形装置と、成形された粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリを貯蔵する蓄熱槽と、負荷側機器と、蓄熱槽から粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリを負荷側機器へ輸送する輸送ポンプと、前記の冷凍装置、成形装置、蓄熱槽、輸送ポンプおよび負荷側機器を連通する配管系とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る他の水和物スラリの輸送装置は、水和物を形成するゲスト化合物の水溶液を冷却して生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を含む水和物スラリを製造する冷凍装置と、生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を含む水和物スラリを貯蔵する微粒子蓄熱槽と、冷凍装置で生成された粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を凝集させ粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物に成形する成形装置と、成形された粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリを貯蔵する粗粒子蓄熱槽と、負荷側機器と、微粒子蓄熱槽から微粒子水和物を含む水和物スラリを抜き出すとともに粗粒子蓄熱槽から粗粒子水和物を含む水和物スラリを抜き出して合流させ負荷側機器へ輸送する輸送ポンプと、前記の冷凍装置、微粒子蓄熱槽、成形装置、粗粒子蓄熱槽、輸送ポンプおよび負荷側機器を連通する配管系とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明者らは、粗粒子水和物を含む水和物スラリは、固相率が高くなっても粘度が高くなることはなく、配管輸送する際の圧力損失が大きくならないのでポンプ動力を削減でき、しかも配管口径を小さくでき設備費を低減できることを見出した。
【００１２】
本発明において、粗粒子水和物とは粒径が１ｍｍ以上のもの又は微粒子が合体したものをいう。粒径が１ｍｍより小さい水和物粒子では水和物スラリの粘度の上昇を防止する作用が得られない。上述したようにゲスト化合物を含む水溶液を冷却することにより生成される水和物粒子は粒径１０〜３００μｍ程度の微粒子水和物であり、粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物が生成されることはない。
【００１３】
本発明において、粗粒子水和物を生成するには粗粒子成形装置を用いる。まず、ゲスト化合物としてテトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−ブチルホスホニウム塩およびトリｉｓｏ−アミルスルホニウム塩からなる群より選択される少なくとも１種を含む水溶液を冷凍装置で冷却することにより、微粒子水和物を含む水和物スラリを製造する。粗粒子成形装置としては、たとえば微粒子水和物を含む水和物スラリをろ過または遠心分離して液相を除去し、微粒子水和物を凝集させて粗粒子水和物を生成させる装置を用いる。また、粗粒子成形装置として、水和物スラリを冷却固化して大きな固形物に形成し、この固形物を砕くかまたはかきとることにより粗粒子水和物を生成させる装置を用いてもよい。
【００１４】
本発明において、水和物スラリは粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物のみを含んでいてもよいし、粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物と粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含んでいてもよい。いずれの水和物スラリでも、固相率が高くなっても粘度が高くなることはなく、配管輸送の際の圧力損失が大きくならないのでポンプ動力を削減できる。
【００１５】
図２に本発明の第１の実施形態に係る水和物スラリの輸送装置を示す。図中１１は、蓄熱槽または負荷側機器から戻ってきた水溶液を冷却して粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を含む水和物スラリを製造する冷凍装置である。冷凍装置１１で製造された微粒子水和物を含む水和物スラリは粗粒子成形装置１２に送られ、この粗粒子成形装置１２で粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリが製造され、製造された粗粒子水和物を含む水和物スラリは蓄熱槽１３に貯蔵される。輸送ポンプ１４を駆動することにより蓄熱槽１３の粗粒子水和物を含む水和物スラリは輸送配管１５を経由して負荷側機器１６に輸送されてその冷熱が使用され、負荷側機器１６から輸送配管１７を経由して水溶液として蓄熱槽１３に戻る。
【００１６】
このように、この装置では粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリを輸送するので、水和物スラリの固相率が高い場合でも粘度が高くなることはなく、ポンプ動力を削減できる。
【００１７】
なお、図２では冷凍装置１１と粗粒子成形装置１２を別個に設けているが、冷凍装置１１と粗粒子成形装置１２を一体化してもよい。また、負荷側に粗粒子水和物を含む水和物スラリを貯蔵する蓄熱槽を設けてもよい。
【００１８】
図３に本発明の第２の実施形態に係る水和物スラリの輸送装置を示す。図中１１は、蓄熱槽または負荷側機器から戻ってきた水溶液を冷却して粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物を含む水和物スラリを製造する冷凍装置である。冷凍装置１１で製造された微粒子水和物を含む水和物スラリの一部は微粒子蓄熱槽２１に貯蔵される。冷凍装置１１で製造された微粒子水和物を含む水和物スラリの残部は粗粒子成形装置１２に送られ、この粗粒子成形装置１２で粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリが製造され、製造された粗粒子水和物を含む水和物スラリは粗粒子蓄熱槽２２に貯蔵される。輸送ポンプ１４を駆動することにより微粒子蓄熱槽２１の水和物スラリと粗粒子蓄熱槽２２の水和物スラリは合流し輸送配管１５を経由して負荷側機器１６に輸送されてその冷熱が使用され、負荷側機器１６から輸送配管１７を経由して水溶液として蓄熱槽１３に戻る。
【００１９】
図４に示すように、負荷側機器１６への輸送配管１５中を輸送される水和物スラリは、粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物１と粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物２を含んでいる。
【００２０】
このように、この装置では粒径１０〜３００μｍの微粒子水和物と粒径１ｍｍ以上の粗粒子水和物を含む水和物スラリを輸送するので、水和物スラリの固相率が高い場合でも粘度が高くなることはなく、配管輸送の際の圧力損失が大きくならないのでポンプ動力を削減できる。
【００２１】
なお、図３に破線で示すように、粗粒子成形装置１２で製造した粗粒子水和物を含む水和物スラリを直接輸送配管へ送るようにしてもよい。また、微粒子蓄熱槽２１の水和物スラリと粗粒子蓄熱槽２２の水和物スラリを混合装置で混合した後に輸送配管へ送るようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、粗粒子水和物を含む水和物スラリを輸送するので、水和物スラリの固相率が高くなっても粘度が高くなることはなく、配管輸送する際の圧力損失が大きくならないのでポンプ動力を削減でき、しかも配管口径を小さくでき設備費を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＢＡＢをゲスト化合物とする水和物スラリの粒径分布を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る水和物スラリの輸送装置を示す系統図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る水和物スラリの輸送装置を示す系統図。
【図４】微粒子水和物および粗粒子水和物を含む水和物スラリを模式的に示す図。
【符号の説明】
１…微粒子水和物
２…粗粒子水和物
１１…冷凍装置
１２…粗粒子成形装置
１３…蓄熱槽
１４…輸送ポンプ
１５、１７…輸送配管
１６…負荷側機器
２１…微粒子蓄熱槽
２２…粗粒子蓄熱槽
【図１】
0004529305.tif 000002
【図２】
0004529305.tif 000003
【図３】
0004529305.tif 000004
【図４】
0004529305.tif 000005