(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の液体を気化する気化装置から排出される冷熱を利用する冷熱利用システムであって、
前記気化装置から排出される冷熱を利用して生成される過冷却水の過冷却状態を解除することで、生成時においてスラリー状の氷を生成する氷製造装置と、
前記気化装置に隣接しない施設であって、前記氷を利用する所定の施設まで、前記氷を搬送する氷搬送装置と、を備え、
前記氷搬送装置は、
前記氷製造装置から供給される氷を貯蔵する貯蔵手段と、
前記所定の施設まで、前記氷が貯蔵された前記貯蔵手段を搬送する移動手段と、
前記貯蔵手段がより多くの氷を貯蔵できるよう、前記氷製造装置から供給される氷から水を分離し、該氷に含まれる水分量を低減する水分量低減手段と、
前記水分量低減手段により分離された水を排出する排出手段と、を有する、
冷熱利用システム。
【請求項２】
前記氷搬送装置は、
前記貯蔵手段に貯蔵され、前記水分量低減手段によって水分量が低減された氷に対して新たに水を供給して氷の流動性を回復する流動性回復手段を更に備える、請求項１に記載の冷熱利用システム。
【請求項３】
前記氷搬送装置は、
前記貯蔵手段の内部に配置され、該貯蔵手段に貯蔵された氷を攪拌し、攪拌された氷を外部へ送り出す送り手段を更に備える、請求項１又は請求項２に記載の冷熱利用システム。
【請求項４】
所定の液体を気化する気化装置から排出される冷熱を利用して生成される過冷却水の過冷却状態を解除することで、生成時においてスラリー状の氷を生成する氷製造装置から供給される氷を貯蔵する貯蔵手段と、
前記気化装置に隣接しない施設であって、前記氷を利用する所定の施設まで、前記貯蔵手段を搬送する移動手段と、
前記貯蔵手段がより多くの氷を貯蔵できるよう、前記氷製造装置から供給される氷から
水を分離し、該氷に含まれる水分量を低減する水分量低減手段と、
前記水分量低減手段により分離された水を排出する排出手段と、を備える、
氷搬送装置。
【請求項５】
前記貯蔵手段に貯蔵され、前記水分量低減手段によって水分量が低減されたスラリー状の氷に対して新たに水を供給して氷の流動性を回復する流動性回復手段を更に備える、請求項４に記載の氷搬送装置。
【請求項６】
前記貯蔵手段の内部に配置され、該貯蔵手段に貯蔵された氷を攪拌し、攪拌された氷を外部へ送り出す送り手段を更に備える、請求項４又は請求項５に記載の氷搬送装置。
【請求項７】
前記貯蔵手段は、前記スラリー状の氷を貯蔵する略円筒形の空間を有し、
前記送り手段は、前記円筒の内面上を回りながら該円筒の軸方向へ所定の速度で進む渦巻き状の流れを発生させることで該スラリー状の氷を外部へ送り出す、請求項６に記載の氷搬送装置。
【請求項８】
所定の液体を気化する気化装置から排出される冷熱を利用する方法であって、
前記気化装置から排出される冷熱を利用して生成される過冷却水の過冷却状態を解除することで生成時おいてスラリー状の氷を生成し、
前記気化装置に隣接しない施設であって、前記氷を利用する所定の施設まで、前記氷を搬送し、
前記搬送では、より多くの氷を搬送できるよう、搬送する氷から水を分離し、該氷に含まれる水分量を低減し、分離した水を排出し、氷を搬送する、
冷熱利用方法。
【請求項９】
前記搬送では、水分量が低減された氷に対して新たに水を供給して氷の流動性を回復する、
請求項８に記載の冷熱利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の液体を気化させる際に発生する冷熱を利用する冷熱利用システムの技術に関する。また、本発明はこのような冷熱利用システムを構成する、氷製造装置及び氷搬送装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭や石油の役割の一部を担うエネルギーの一つとして天然ガスが知られている。日本などのように生産地との間で天然ガスパイプライン網を構築できないような地理的制限がある場合、天然ガスを生産地において冷却して液化した上で海上輸送するのが一般的である。天然ガスは、液化することでその体積が気体時の６００分の１となり、輸送や貯蔵には大変便利だからである。液化された天然ガス（ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）を再
び気化する場合には、液化された天然ガスを受入基地の気化装置によって加熱する。受入基地は、臨海部にあることが多いことから、海水と液化された天然ガスとの間で熱交換させることで気化する方法が一般的である。
【０００３】
ここで、図１は、ＬＮＧを気化する気化器を含む従来システムの概要を示す。海上輸送等によって搬送されたＬＮＧは、ＬＮＧタンク１０１に貯蔵される。なお、海上輸送され、貯蔵されるＬＮＧは、マイナス１６２℃の液体である。ＬＮＧタンク１０１とＬＮＧ気化器１０２とは、ＬＮＧ供給流路１０３によって接続されており、必要に応じて必要量のＬＮＧがＬＮＧ気化器１０２へ供給される。一方、ＬＮＧ気化器１０２には、海水を供給する海水供給流路１０４が接続され、ＬＮＧとの間で熱交換を行う海水がＬＮＧ気化器１０２へ必要に応じて供給される。ＬＮＧ気化器１０２では、ＬＮＧと海水とを熱交換させることで、ＬＮＧが気化され、気化されたＬＮＧは発電所等に供給される。一方、ＬＮＧと海水とを熱交換してＬＮＧを気化する場合、ＬＮＧ気化器１０２内からは相当量の気化熱（冷熱）が生じる。しかし、気化器１０２が設置される箇所は、臨海部であることが多く、気化器１０２の周辺でこの冷熱を利用する施設がないことから、冷熱の殆どが排出流路１０５を介して海水に排出されていた。つまり、気化器１０２から排出される冷熱の有効利用が図られていなかった。例えば、ＬＮＧを利用する５０万ｋｗの発電所では、式１より７，８００Ｒｔ相当の冷熱が海水に排出されることになる。なお、式１では、発電量が５００，０００ｋｗ、電力発生熱量が８６０ｋｃａｌ／ｋｗ、マイナス１６２℃のＬＮＧを気化する際の気化熱が２２０ｋｃａｌ／ｋｇ、発電効率が０．５、ＬＮＧの発熱量が８，０００ｋｃａｌ／ｋｇ、１Ｒｔが３０２４ｋｃａｌ／ｈの熱量に相当する、ものとして算出している。
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・・・式１
【０００４】
一方、冷熱ではなく、製鉄所や塵処分場等において発生する廃熱（温熱）を利用する技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載の技術によれば、製鉄所や塵処分場等において発生する温熱をトラックに載置された蓄熱体に蓄熱して搬送することで、廃熱としての温熱を遠隔地において利用することができる。しかし、特許文献１に記載の技術は、あくまで温熱を利用する技術であり、温熱とはその性質が全く異なる上述した気化器から発生する冷熱を特許文献１に記載の技術によって搬送することはできない。
【０００５】
また、ビル等の空調システムに用いられる技術として、冷房時の冷熱を蓄熱槽内に氷の状態で蓄える氷蓄熱方式が知られている。蓄熱槽内に蓄えられる氷には、氷塊状のものと
、シャーベット状（微細氷と水とが混在したスラリー状）のものが存在する。シャーベット状の氷は、解氷等の冷熱取り出しやその他の点で扱いが容易である。なお、シャーベット状の氷を生成する技術として、様々な技術が提案されている（例えば、特許文献２から５参照）。例えば、特許文献２に記載の技術によれば、多槽式の蓄熱槽を採用する氷蓄熱システムにおいて、独立した小槽に対してシャーベット状の氷を同時に並列的に小槽内の水中に供給して蓄氷することで、各小槽にほぼ均一に蓄氷することができる。
【特許文献１】特開２００７−４６８６７号公報
【特許文献２】特許第３５０５７３３号公報
【特許文献３】特許第３３０５８５５号公報
【特許文献４】特許第３８５５０６８号公報
【特許文献５】特公平７−７２６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、天然ガスの液化設備では、気化に伴って生成される冷熱を利用する施設が気化器の周辺にないことから、冷熱の殆どが海水に排出されていた。一方、建物等の空調システムに用いられる技術として、冷房時の冷熱を蓄熱槽内にスラリー状の氷の状態で蓄える氷蓄熱技術が知られている。スラリー状の氷の生成の一方式として、過冷却水を生成した後、過冷却状態を解除して製氷する方式も知られているが、この過冷却水の生成において、気化器から排出される冷熱を利用することができれば、気化器から排出される冷熱の有効利用を図ることができる。
【０００７】
また、上述のように温熱を蓄熱体に蓄熱し搬送して遠隔地で利用する技術が知られている。しかし、この技術は、冷熱の受け入れ方法、冷熱の蓄熱貯蔵の方法、冷熱の搬送方法、冷熱の需要先における冷熱の受け入れ方法などについて開示、示唆するものではない。従って、冷熱を遠隔地で利用するためには、気化器から排出される冷熱を貯蔵かつ搬送可能な新たな技術開発が必要である。
【０００８】
本発明では、上記の問題に鑑み、液体を気化する気化装置から排出される冷熱を遠隔地において利用できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、上述した課題を解決するために、気化装置から排出される冷熱を利用してスラリー状の氷を生成する氷製造装置と、氷製造装置で生成された氷を搬送する氷搬送装置を設けることとした。
【００１０】
詳細には、本発明は、所定の液体を気化する気化装置から排出される冷熱を利用する冷熱利用システムであって、前記気化装置から排出される冷熱を利用して生成される過冷却水の過冷却状態を解除することでスラリー状の氷を生成する氷製造装置と、前記気化装置に隣接しない施設であって、前記スラリー状の氷を利用する所定の施設まで、前記氷製造装置によって生成されたスラリー状の氷を搬送する氷搬送装置と、を備える。
【００１１】
氷製造装置では、冷熱を利用して過冷却水が生成される。本発明の氷製造装置は、この過冷却水を生成する際に用いられる冷熱として、気化装置から排出される冷熱を利用する。冷熱とは、熱のうち冷たい熱である。すなわち、熱を熱い熱と冷たい熱とに区別した場合における、冷たい熱が冷熱である。気化装置とは、液体を気化する装置であり、気化装置から排出される熱には、一般的に温熱と冷熱との双方が含まれる。但し、本発明は、上述したように冷熱を利用するものであるため、本発明における気化装置には、冷熱を排出するものが該当することになる。なお、冷熱を排出する気化装置としては、超低温化された液体状の天然ガス（例えば、ＬＮＧの場合マイナス１６２℃）を気化する装置が例示さ
れる。
【００１２】
なお、過冷却とは、液体が凝固点を過ぎて冷却されても固体化せず、液体の状態を保持する現象を意味する。従って、過冷却水とは、過冷却状態にある水、すなわち０℃以下の状態にある水を意味する。過冷却状態の解除は、過冷却水へ所定の衝撃を与えることで行うことができる。衝撃を与える方法は、特に限定されるものではなく、落下による衝撃、板に衝突させることによる衝撃、振動を与えることによる衝撃等なんでもよい。過冷却水の過冷却状態を解除することで生成される氷は、スラリー状の氷である。スラリー状の氷とは、細かな粒状（シャーベット）で水と均一に混合された氷である。このようなスラリー状の氷は、一般的な配管設備を流通することが可能であり、搬送にも適している。
【００１３】
ここで、本発明は、上述したように気化装置から排出される冷熱を遠隔地において利用できる技術を提供することを目的とするものである。そして、上述した氷製造装置によれば、気化装置から排出される冷熱を利用してスラリー状の氷の生成が可能となる。従って、スラリー状の氷を搬送することができれば、気化装置から排出される冷熱を遠隔地において利用することが可能となる。そこで、本発明では、上述した氷製造装置に加えてスラリー状の氷を搬送する氷搬送装置が設けられている。
【００１４】
氷搬送装置では、氷製造装置で生成された氷が所定の施設まで搬送される。氷搬送装置における搬送手段は、特に限定されるものではないが自走可能であることが好ましい。自走可能な氷搬送装置には、貯蔵手段を備える車両等が例示される。所定の施設とは、氷製造装置で生成されたスラリー状の氷を利用可能な施設であり、スラリー状の氷を蓄熱槽内に蓄えることで冷房運転を可能とする空調システムを備える建物等の施設が例示される。
【００１５】
以上説明した本発明の冷熱利用システムによれば、氷製造装置を備えることで、気化装置から排出される冷熱を利用した氷の生成が可能となる。更に、本発明の冷熱利用システムによれば、氷搬送装置を備えることで、氷製造装置で生成された氷を搬送することが可能となる。すなわち、気化装置と離れた場所において、気化装置から排出される冷熱を利用することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明は、上述した冷熱利用システムに用いられる氷製造装置である。すなわち、本発明は、所定の液体を気化する気化装置から排出される冷熱を利用して過冷却水を生成する過冷却水生成手段と、前記過冷却水生成手段によって生成された過冷却水の過冷却状態を解除することでスラリー状の氷を生成する氷生成手段と、前記気化装置に隣接しない施設であって、前記スラリー状の氷を利用する所定の施設まで、前記氷生成手段によって生成されたスラリー状の氷を搬送する氷搬送装置へ、前記氷生成手段によって生成されたスラリー状の氷を供給する供給手段と、を備える氷製造装置である。
【００１７】
本発明によれば、過冷却水生成手段を備えることで、気化装置から排出される冷熱を利用して過冷却水を生成することができる。また、氷生成手段を備えることで過冷却水の過冷却状態を解除してスラリー状の氷を生成することが可能となる。更に、供給手段を備えることで、上述した冷熱利用システムで用いられる氷搬送手段へスラリー状の氷を供給することが可能となる。
【００１８】
なお、上記本発明の氷製造装置において、前記過冷却水生成手段は、前記過冷却水を生成する際に用いる冷却媒体を前記気化装置から排出される冷熱によって所定の温度に冷却し、冷却された冷却媒体によって該過冷却水に用いられる水を冷却することで、該過冷却水を生成するようにしてもよい。
【００１９】
本発明によれば、冷却媒体の冷却に気化装置から排出される冷熱を用いることで、冷却
媒体（ブライン）を冷却するための冷却手段を不要若しくは従来よりも小型化することができ、かつ、従来廃棄されることが多かった気化装置から排出される冷熱を有効利用することが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明は、上述した冷熱利用システムに用いられる氷搬送装置である。すなわち、本発明は、所定の液体を気化する気化装置から排出される冷熱を利用して生成される過冷却水の過冷却状態を解除することでスラリー状の氷を生成する氷製造装置から供給される前記スラリー状の氷を貯蔵する貯蔵手段と、前記気化装置に隣接しない施設であって、前記スラリー状の氷を利用する所定の施設まで、前記スラリー状の氷が貯蔵された前記貯蔵手段を搬送する移動手段と、備える氷搬送装置である。
【００２１】
本発明によれば、貯蔵手段を備えることで、上述した氷製造装置から供給されるスラリー状の氷を貯蔵することができる。また、移動手段を備えることで貯蔵手段を搬送することができる。すなわち、本発明によれば、貯蔵手段にスラリー状の氷を貯蔵した状態で該貯蔵手段を搬送することができるので、気化装置から排出される冷熱を利用して生成されたスラリー状の氷を遠隔地まで搬送することが可能となる。
【００２２】
貯蔵手段が一度に貯蔵可能な容量は、特に限定されるものではなく、移動手段で搬送可能な容量として適宜決定すればよい。移動手段は、例えば車輪と駆動源を備えるといったように自走可能であることが好ましい。なお、貯蔵手段は、スラリー状の氷を貯蔵するものであることから保冷機能を有していることが好ましい。
【００２３】
また、本発明の氷搬送装置は、前記氷製造装置から供給されるスラリー状の氷に含まれる水分量を低減する水分量低減手段を更に備え、前記貯蔵手段は、前記水分量低減手段によって水分量が低減されたスラリー状の氷を貯蔵するようにしてもよい。
【００２４】
貯蔵手段で貯蔵されるスラリー状の氷は、上述したように細かな粒状の氷と水とが均一に混合された氷であり、水分を多く含んでいる。一方、貯蔵手段で貯蔵可能な容量（容積）は一定であることから、水分量を減らして氷の割り合いを増やした状態で貯蔵することができれば、一度に多くの氷を貯蔵することができる。つまり、同じ容量の貯蔵手段であっても、水分量を減らすことで一度に多くの氷を搬送することが可能となる。本発明は、このような点に着目してなされたものであり、本発明によれば、氷製造装置から供給されたスラリー状の氷に含まれる水分量を低減することができる。その結果、一度の搬送でより多くの氷を搬送することが可能となる。水分量低減手段は、例えばフィルタによって構成することができる。
【００２５】
上記のように、水分量を低減することで、一度により多くの氷を搬送することが可能となる。しかし、水分量が低減されたスラリー状の氷は、流動性が劣化することが想定される。スラリー状の氷は、冷却媒体の冷却を可能とすると共にその優れた流動性に特徴を有するものである。従って、水分量を低減させることで流動性が劣化することが予測される場合には、この流動性を回復することが好ましい。
【００２６】
そこで、本発明は、上述した氷搬送装置の構成に加えて、流動性回復手段を更に設ける構成としてもよい。より詳細には、本発明の氷搬送装置は、前記貯蔵手段に貯蔵され、前記水分量低減手段によって水分量が低減されたスラリー状の氷に対して、新たに水を供給することで水分量が低減されたスラリー状の氷の流動性を回復する流動性回復手段を更に備えるようにしてもよい。本発明によれば、流動性回復手段によって水分量が低減されたスラリー状の氷に新たに水が加えられるので、スラリー状の氷の流動性を回復することができる。
【００２７】
また、本発明の氷製造装置は、前記貯蔵手段の内部に配置され、該貯蔵手段に貯蔵されたスラリー状の氷を外部へ送り出す送り手段を更に備えるようにしてもよい。送り手段を備えることで、貯蔵手段に貯蔵されているスラリー状の氷を外部へ送り出すことが可能となる。その結果、貯蔵手段で貯蔵されているスラリー状の氷を、該スラリー状の氷を利用可能な所定の施設へ供給することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の氷製造装置において、前記貯蔵手段は、前記スラリー状の氷を貯蔵する略円筒形の空間を有し、前記送り手段は、前記円筒の内面上を回りながら該円筒の軸方向へ所定の速度で進む渦巻き状の流れを発生させることで該スラリー状の氷を外部へ送り出すようにしてもよい。本発明によれば、効果的にスラリー状の氷を外部へ送り出すことが可能となる。また、渦巻き状の流れは、送り出す効果に加えて混合する効果も奏する。従って、搬送時には、貯蔵手段に貯蔵されたスラリー状の氷が水と氷とで分離することも想定されるが、本発明によれば万が一搬送時に水と氷とが分離した場合であっても、均一に混合した上で外部へ送り出すことが可能となる。更に、流動性回復手段によって水を新たに加えた場合には、新たに加えられた水と貯蔵手段に貯蔵されているスラリー状の氷とを均一に混合することが可能となる。
【００２９】
なお、本発明は、上述したいずれかの機能を実現する方法とすることができる。そこで、本発明は、所定の液体を気化する気化装置から排出される冷熱を利用する方法であって、前記気化装置から排出される冷熱を利用して生成される過冷却水の過冷却状態を解除することでスラリー状の氷を生成し、前記気化装置に隣接しない施設であって、前記スラリー状の氷を利用する所定の施設まで、生成したスラリー状の氷を搬送することで、前記気化装置から排出される冷熱を利用する冷熱利用方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、液体を気化する気化装置から排出される冷熱を遠隔地において利用できる技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の冷熱利用システムの実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態においては、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）を気化するＬＮ
Ｇ気化器から排出される冷熱を利用する場合について説明する。但し、本発明は、以下に限定されるものではない。本発明の冷熱利用システムは、液体から気体に相変化させる設備のうち冷熱を発生する種々の設備に適用することができる。
【００３２】
＜構成＞
図２は、本実施形態の冷熱利用システムの構成を示す。同図に示すように、本実施形態の冷熱利用システムは、氷製造装置１と、氷搬送車両（本発明の氷搬送装置に相当する。）２を備えている。本実施形態の冷熱利用システムによれば、氷製造装置１によってＬＮＧ気化器３から排出される冷熱を利用してスラリー状の氷が生成され、生成されたスラリー状の氷は氷搬送車両２によって、氷蓄熱槽４を備える所定の施設まで搬送される。従って、ＬＮＧ気化器３から排出される冷熱を遠隔地において有効利用することが可能となる。以下、詳細に説明する。
【００３３】
[ＬＮＧ気化器]
まず、本実施形態の冷熱利用システムで利用される冷熱を排出するＬＮＧ気化器３について説明する。ＬＮＧ気化器３は、ＬＮＧを貯蔵するＬＮＧタンク５から供給されるＬＮＧを気化する。ＬＮＧは、液化されることでその体積が気体時の体積のほぼ６０分の１となることから、生産地においてマイナス１６２℃に冷却され、海上輸送されるのが一般的である。ＬＮＧタンク５には、通常、このように海上輸送されたＬＮＧが貯蔵される。Ｌ
ＮＧタンク５は、臨海部に設けられた受入基地内に設置されていることが多く、これに伴いＬＮＧ気化器３も臨海部に設けられていることが多い。従って、本実施形態の氷製造装置１は、このように臨海部に設置されているＬＮＧ気化器３に好適に用いることができる。但し、ＬＮＧ気化器３は、このような臨海部に設けられた受入基地内に設けられるものの他、サテライト基地と呼ばれる臨海部以外の基地内に設けられるものも存在する。従って、氷製造装置１は、臨海部以外に設けられたＬＮＧ気化器３に適用してもよい。
【００３４】
ＬＮＧ気化器３とＬＮＧタンク５とは、ＬＮＧ搬送管６によって接続されている。更に、ＬＮＧ搬送管６には、流路途中にＬＮＧを圧送するためのポンプ７が設けられている。ＬＮＧタンク５に貯蔵されているＬＮＧは、必要に応じてＬＮＧ気化器３へ圧送される。
【００３５】
ＬＮＧ気化器３には、複数の伝熱管３１が設けられている。また、ＬＮＧ気化器３と氷製造装置１とは、ブライン搬送管１６（１６ａ、１６ｂ）によって接続されている。ブライン搬送管１６は、ＬＮＧ気化器３から排出される冷熱を利用して冷却されたブラインが流通する冷却ブライン搬送管１６ａと、ＬＮＧ気化器３に送り込まれる冷却前のブラインが流通する冷却前ブライン搬送管１６ｂと、によって構成されている。冷却前ブライン搬送管１６ｂによって供給されるブラインが散液ノズル３２を経てＬＮＧ気化器３内に放出され、ＬＮＧが伝熱管３１内を通過することで、ＬＮＧ気化器３内に放出されたブラインとの間で熱交換（ＬＮＧにとっては加熱）が行われ、ＬＮＧが気化される。気化されたＬＮＧは、火力発電所の燃料、都市ガスといった所定の用途に利用される。一方、ＬＮＧ気化器３内に放出されたブラインは、ＬＮＧとの間で熱交換を行うことで冷却される。つまり、ブラインは、ＬＮＧが気化する際に発生する気化熱、換言するとＬＮＧ気化器３から排出される冷熱（エネルギー）を利用して、所定の温度（例えば、マイナス３℃）に冷却される。冷却されたブラインは、冷却ブライン搬送管１６ａを介して氷製造装置１へ送られ、過冷却水の生成に用いられる。このとき冷却されたブラインは、０℃前後に昇温する。なお、氷製造装置１の詳細については後述する。
【００３６】
なお、従来の一般的なＬＮＧ気化器３としては、海水とＬＮＧとを熱交換させることで、ＬＮＧを気化させる技術が知られている。しかし、このような従来の技術では、ＬＮＧと熱交換することで冷却された海水は、そのまま海へ排出されていた（図１参照。）従って、ＬＮＧ気化器３から排出される冷熱を効果的に利用可能な技術開発が望まれていた。本発明では、この従来排出されていた冷熱を過冷却水の生成に利用することで、冷熱の有効利用を可能としている。
【００３７】
[氷製造装置]
次に上記ＬＮＧ気化器３から排出される冷熱を利用してスラリー状の氷を生成する氷製造装置１について説明する。氷製造装置１には、過冷却器１１と、過冷却解除装置１２と、冷水タンク１３が設けられている。冷水タンク１３は、後述する氷搬送車輌２から排出される水を一時的に受け入れるバッファタンクである。過冷却器１１と冷水タンク１３とは、水搬送管１４によって接続されている。また、過冷却器１１と過冷却解除装置１２とは、過冷却水搬送管１５によって接続されている。
【００３８】
過冷却器１１は、例えばプレート型熱交換器やシエルアンドチューブ型の熱交換器とすることができる。このような熱交換器の伝熱管内を流通する水は、冷却側流路を流通する冷却されたブラインとの間で熱交換を行うことで、所定の温度（例えば、マイナス２℃）に冷却される。冷却されたブラインは、循環することで所定の温度が保たれるように構成されている。なお、冷却されたブラインとは、冷却ブライン搬送管１６ａを介して供給されるものである。すなわち、冷却ブライン搬送管１６ａの流路途中には、ポンプ７が設けられており、ＬＮＧ気化器３の冷熱を利用して冷却されたブラインは、ポンプ７によって過冷却器１１の冷却側流路に圧送され、過冷却水の生成に用いられる。なお、過冷却器１
１の構成は、上記に限定されるものではない。ブラインと水との熱交換が行える構成であればよく、公知の様々な技術を応用して適用することができる。
【００３９】
過冷却解除装置１２は、過冷却水搬送管１５を介して供給される過冷却水の過冷却状態を解除する。すなわち、過冷却解除装置１２では、過冷却水に衝撃を与えることで、細かな粒状（シャーベット）で水と均一に混合された氷（スラリー状の氷）が生成される。なお、過冷却解除装置１２には、超音波振動子を与えることで過冷却状態を解除する過冷却能動解除方式の他、落下の際の衝撃を利用して過冷却状態を解除する衝突落下方式等、公知の技術を適宜採用することができる。例えば、過冷却解除装置１２には、本出願人による特許第３８５５０６８号公報に記載の解除器を用いることができる。また、解除器の上流側には、同じく本出願人による特開２００３−１０６７１６号公報に記載の解除伝播防止器を設ければよく、これにより安定した氷生成運転を行うことができる。
【００４０】
過冷却解除装置１２には、スラリー状の氷を搬送する氷搬送管１７の一端が接続されている。氷搬送管１７の他端は、氷搬送車両２の氷受入口２１に接続可能である。これにより、スラリー状の氷を氷搬送車両２へ供給することが可能となる。なお、例えば落下エネルギーを利用する衝突落下方式による場合、氷製造装置１２に過冷却解除装置１２を省略してもよい。すなわち、氷搬送管１７に替えて過冷却水搬送管１５を氷搬送車輌２まで延長する。この場合、過冷却水搬送管１５によって搬送された過冷却水は、氷搬送車輌２内に落水する際のエネルギーによって過冷却状態が解除され、氷搬送車輌２内で氷が生成される。また、同じく、氷製造装置１２の過冷却解除装置１２を省略し、氷搬送車輌２に衝突板や超音波振動子等の過冷却解除装置を設けてもよい。この場合にも、過冷却水搬送管１５を氷搬送車輌２まで延長すればよい。氷搬送車両２の詳細については、後述する。
【００４１】
冷水タンク１３の水は、ポンプ７ａによって過冷却器１１へ圧送される。過冷却解除装置１２で生成されたスラリー状の氷は、過冷却解除装置１２の下流側に設けられているポンプ７ｂによって氷搬送車輌２に導かれる。従って、ポンプ７ｂは、本発明の供給手段の機能を担っている。過冷却水を生成する際に用いる水には、水道水を用いることができるが、不純物を含まない水として純水を用いてもよい。また、本実施形態では、冷水タンク１３と氷搬送車両２とが水搬送管１４によって接続される。これにより、氷搬送車両２内に溜まった水（後述する氷搬送車輌２内のフィルタ２６を通過した水）を過冷却水用の水として再度利用することができる。もっとも、基地（受入基地やサテライト基地）内の水道管から過冷却器１１に送水して製氷し、未蓄氷の氷搬送車両２に蓄氷するワンパス方式でも差し支えない。
【００４２】
以上説明した氷製造装置１は、氷製造装置１が臨海部に設けられる場合、少なくとも外気と接触する部材を、樹脂や樹脂コーティングされた材料のように塩害に対応した材料で構成することが好ましい。一方、氷製造装置１がいわゆるサテライト基地に設けられている場合には、氷製造装置１は、一般的な鋼材料によって構成することができる。
【００４３】
[氷搬送車両]
次にスラリー状の氷を搬送する氷搬送車両２について説明する。氷搬送車両２は、本発明の氷搬送装置に相当し、氷製造装置１によって生成されたスラリー状の氷を搬送する。氷搬送車両２は、氷貯蔵タンク２２と、車両本体２３とを備える。車両本体２３（本発明の移動手段に相当する。）には、駆動源や車輪といった車両に一般的に必要な構成が設けられている。なお、本実施形態における氷搬送車両２は、車両本体２３と氷貯蔵タンク２２が一体的に形成されており、いわゆるタンクローリーに相当する。但し、氷搬送車両２は、これに限定されない。氷搬送車両２は、例えばコンテナ車両のように、積載物（本実施形態における氷貯蔵タンク２２）と車両本体２３とが分離可能であってもよい。また、車両本体２３は、牽引式であってもよく、その形態は特に限定されない。また、氷搬送車
両２は、例えば鉄道車両であってもよい。
【００４４】
氷貯蔵タンク２２は、氷製造装置１によって生成されたスラリー状の氷を貯蔵する。ここで、図３は、氷搬送車両２の構成を示す。同図に示すように、氷搬送車両２は、車両本体２３と、氷貯蔵タンク２２とによって構成され、氷貯蔵タンク２２には、タンク本体２４と、氷受入口２１と、氷噴出ノズル２５と、分離フィルタ２６と、氷排出口２７と、水排出口２８と、が形成されている。
【００４５】
タンク本体２４には、氷製造装置１によって生成されたスラリー状の氷が貯蔵される。スラリー状の氷は、所定の温度（例えば、０℃）であり、この温度は、搬送中維持される必要がある。従って、タンク本体２４には、保冷装置やタンク本体２４を覆う断熱層等を設けることが好ましい。なお、保冷装置は、スラリー状の氷の所定の温度を維持可能な装置であればよく、公知の技術を適宜応用して利用すればよい。タンク本体２４の形状は、特に限定されないが、例えば楕円中、真円柱とすることができる。タンク本体２４の材質も特に限定されるものではなく、鋼板、アルミニウム、ステンレス等を用いることができる。
【００４６】
タンク本体２４の容量も特に限定されるものではなく、搬送先の所定の施設に設置されている氷蓄熱槽４の容量や搬送先の所定の施設におけるスラリー状の氷の消費量、または、搬送ルート等に応じて適宜設計すればよい。例えば、タンク本体２４の容量を２０ｔとした場合には、一度の搬送で、式２に示すように３００Ｒｔｈ相当の冷熱量を搬送することが可能となる。なお、１０，０００ｍ２程度のビルでは、一日に必要な冷熱量が３、０００〜４５、０００Ｒｔｈと言われている。従って、タンク本体の容量が２０ｔの氷搬送車両２によれば、このような１０，０００ｍ２程度のビルに必要な冷熱量を１０〜１５台で賄うことが可能となる。
２０（ｔｏｎ）×８０（Ｍｃａｌ／ｔｏｎ）×（０．６／３．０２４（ｋｃａｌ／Ｒｔ））≒３００Ｒｔｈ・・・式２
【００４７】
氷受入口２１は、氷製造装置１によって生成されたスラリー状の氷を受け入れる。本実施形態においては、氷受入口２１は、タンク本体２４の上部に設けられている。なお、氷受入口２１は、氷搬送管１７の外形と同じ、若しくはこれより大きい内径を有していることが好ましい。氷受入口２１には、氷搬送管１７の端部と着脱自在に接続するための接続部を設けてもよい。これにより、スラリー状の氷を供給する際は、接続状態とすることで、安定的にスラリー状の氷をタンク本体２４の内部に供給することができる。なお、氷製造装置１の氷搬送管１７と氷受入口２１は、例えば蛇腹管等のフレキシブル管とワンタッチジョイント等の着脱自在な固定具で接続することができる。
【００４８】
氷噴出ノズル２５は、氷受入口２１から受け入れたスラリー状の氷をタンク本体２４内部に噴出する。本実施形態においては、タンク本体２４の上部に１基設けられているが、例えば、タンク本体２４の長手方向に沿って複数配置してもよい。氷噴出ノズル２５によれば、スラリー状の氷をタンク本体２４内に均一に分配することができる。但し、タンク本体２４内に別途分配器を設置してもよく、この場合には、氷噴出ノズル２５を省略し、氷受入口２１からスラリー状の氷を落下させるようにしてもよい。
【００４９】
分離フィルタ２６は、本発明の水分量低減手段に相当し、スラリー状の氷に含まれる水分量を低減する。分離フィルタ２６は、タンク本体２４の下部に配置され、スラリー状の氷に含まれる氷の粒よりも小さいメッシュによって形成されている。従って、スラリー状の氷に含まれる水のみがこのメッシュを通過することから、スラリー状の氷を水と氷とに分離することが可能となる。すなわち、スラリー状の氷に含まれる水分量を低減することができる。その結果、タンク本体２４内部に貯蔵されるスラリー状の氷における氷の割り
合いを増やすころができ、一度に多くの氷を貯蔵することができる。また、分離フィルタ２６は、上記に加えて氷製造装置１の系内、特に過冷却器１１での氷析出と管内凍結を防止する機能も担う。すなわち、過冷却器１１に供給される水に氷の粒が含まれていると、氷の粒を核として氷が生成される虞がある。しかし、分離フィルタ２６を備えることで、このような事態を回避することができる。なお、分離フィルタ２６の上方に仕切り板等からなるフィルタ切換手段を設けてもよい。これにより、仕切り板を開放した場合のみ、スラリー状の氷を水と氷とに分離することが可能となる。
【００５０】
氷排出口２７は、タンク本体２４内部に貯蔵されているスラリー状の氷を外部へ排出するための開口である。氷排出口２７には蓋や開閉扉等が形成され、氷排出口２７は、スラリー状の氷を外部へ排出するとき以外は閉止されている。スラリ状の氷が所定の施設まで搬送されると、所定の施設に設けられている氷蓄熱槽４に対して氷排出口２７を連通させてスラリー状の氷を排出する。すなわち、氷排出口２７と氷蓄熱槽４とを氷搬送管１７ａによって接続して、スラリー状の氷を排出する（図２参照）。氷排出口２７の開放は、氷搬送管１７ａが接続される前後を問わない。例えば、蓄熱槽４が氷搬送車輌２より低所に位置する場合には、氷搬送管１７ａの接続後に氷排出口２７を開放し、重力落下を利用してスラリー状の氷を排出する。また、氷搬送車輌２と氷蓄熱槽４との距離が長い場合には、ポンプによって圧送すればよく、この場合には氷排出口２７の開放は、氷搬送管１７ａの接続の前後を問わない。なお、氷搬送管１７ａを含め、上述した氷搬送管１７等の搬送管は、例えば周囲に断熱層を形成するなどして、保冷機能を有する構成とすることが好ましい。
【００５１】
水排出口２８は、分離フィルタ２６によって分離された水を排出する。分離された水は、例えば冷水タンク１３を経て過冷却器１１へ循環させる。なお、分離フィルタ２６を通過した水は、冷水であるため、再度冷却することなく過冷却水を生成するための水として利用することができる。
【００５２】
なお、上記氷搬送車両２には、タンク本体２４内部に貯蔵されているスラリー状の氷を外部に送り出す手段として、旋回流ロータ２９を設けてもよい。ここで図４は、旋回流ロータ２９が設けられた氷搬送車両２を示す。同図に示すように、タンク本体２４の長手方向に沿って回転シャフト２９ａが形成され、回転シャフト２９ａ回りには螺旋状の羽２９ｂが形成されている。このような旋回流ロータ２９によれば、タンク本体２４の内部に渦巻き状の流れを発生することができ、タンク本体２４の内部に貯蔵されているスラリー状の氷を外部へ送り出すことが可能となる。また、旋回流ロータ２９は、攪拌機能も有する。従って、蓄氷中や搬送中においては、蓋や開閉扉を閉じた状態でタンク本体２４の内部に貯蔵されているスラリー状の氷に含まれる水と氷を均一に混合することができ、混合されたスラリー状の氷を外部へ送り出すことができる。なお、旋回流ロータ２９やその他スラリー状の氷を押し出す手段を氷搬送車輌２に設けた場合には、旋回流ロータ２９等による推進力を利用してスラリー状の氷を外部へ送り出すことができる。従って、例えば氷搬送車輌２と氷蓄熱槽４との間に高低差が無い場合や氷搬送車輌２と氷蓄熱槽４との間の距離が比較的長い場合においても、氷搬送管１７ａのポンプを省略することができる。
【００５３】
[氷蓄熱槽]
次に氷搬送車両２によって搬送されたスラリー状の氷を貯蔵する氷蓄熱槽４について説明する。氷蓄熱槽４は、例えばビルなどの建物の地下スラブ等に設置される。氷蓄熱槽４は、ビル等の空調システムと接続されており、貯蔵されたスラリー状の氷は、適宜解氷されて、空調システムの冷房時の冷熱として利用される。なお、従来から冷房時の冷熱を蓄熱槽内に氷の状態で蓄える氷蓄熱方式（氷蓄熱システム）が知られており、普及している。従って、氷搬送車両２によって搬送されたスラリー状の氷は、このように既存の氷蓄熱槽を利用して貯蔵することができる。
【００５４】
なお、従来の氷蓄熱システムでは、氷蓄熱槽４の他、氷蓄熱槽４に貯蔵する氷を生成するための過冷却器等も設けられており、水の冷却（過冷却器）、氷生成、水と氷の分離、というプロセスを繰り返すことで、スラリー状の氷が連続的に生成され、氷蓄熱槽に貯蔵される。ここで、図５は、既存の氷蓄熱システムの一例を示す。
【００５５】
同図に示すように、既存の氷蓄熱システム２００には、ブラインを所定の温度（例えば、マイナス６℃）まで冷却する冷凍機２０１、水を冷却して所定の温度（例えば、マイナス２℃）の過冷却水を生成する過冷却器２０２、過冷却水を氷と水とに相変化させてスラリー状の氷を生成し氷搬送管に導く解除器２０３（過冷却状態を解除する過冷却解除装置に相当する。）、スラリー状の氷を氷蓄熱槽内に送り出す氷搬送管２０４、スラリー状の氷を氷蓄熱槽４内に噴出する蓄氷ノズル２０５、スラリー状の氷を貯蔵する氷蓄熱槽４、氷蓄熱槽４内の水を蓄熱時は過冷却器２０２へ圧送し、放熱時は熱交換器２０６へ圧送する冷水循環ポンプ２０８、氷蓄熱槽４の下部のスラリー状の氷を水と氷とに分離する氷核分離ユニット２０９、氷核分離ユニット２０９と接続され、或いはその内部に設けられる吸水口を含む冷水送管２０９ａ、解氷時に氷蓄熱槽４の冷熱を二次側（空調システム）に供給する解氷熱交換器２０６、循環水中の微細な氷を融かす予熱器２１１、解氷時に水を噴出させて効率よく氷を融かす氷解ノズル２１０、が設けられている。
【００５６】
上記のような既存の氷蓄熱システム２００では、冷凍機２０１によってブラインを冷却するが、この冷凍機２０１は、冷熱の安定供給を実現するため、ビルにおいて最も冷熱が必要とされるピーク負荷に合わせて機器の大きさを選定する必要がある。しかし、高負荷での運転は、年間を通してそれほど頻度が多いものではなく、大型の冷凍機を導入すると運転効率が悪いといった問題があった。
【００５７】
そこで、上述した氷搬送車輌２によってスラリー状の氷を搬送することができれば、高負荷時の冷熱を補うことが可能となる。その結果、氷蓄熱システム２００の冷凍機２０１を全冷却負荷ではなく、氷搬送装車輌２で搬送されたスラリー状の氷からの冷熱との差分、すなわち不足分の負荷に合わせて機器の大きさを選定することが可能となる。つまり、冷凍機２０１を小型化することが可能となり、ビルの投資効率を改善することが可能となる。例えば、朝、氷蓄熱槽４内の水を回収して、氷製造装置１まで搬送してスラリー状の氷を生成し、生成されたスラリー状の氷を氷搬送車輌２によって搬送し、氷蓄熱槽４へ供給するといった一定のサイクルを繰り返せばよい。なお、搬送したスラリー状の氷は、図２に示したように氷搬送管１７ａによって氷蓄熱槽４内に直接供給してもよく、また、例えば既存の氷蓄熱システム２００の氷搬送管２０４に枝管２１３を設け、枝管２１３の端部に氷搬送管１７ａを接続してスラリー状の氷を供給してもよい。
【００５８】
＜変形例１＞
上述した氷搬送車両２には、更に本発明の流動性回復手段に相当する水供給口を設けてもよい。上述した氷搬送車両２は分離フィルタ２６を有することで、タンク本体２４の内部に貯蔵されるスラリー状の氷に含まれる水分量を削減することができ、その結果、タンク本体２４内部に貯蔵されるスラリー状の氷における氷の割り合いを増やすことができ、一度に多くの氷を貯蔵することができる。しかし、この場合には、本来スラリー状の氷の特徴である流動性が低下することが想定される。そこで、変形例に係る氷搬送車両２では、水供給口を配置することで、タンク本体２４の内部に新たに水を供給可能な構成とした。なお、水供給口は、タンク本体２４の上部に設けることができるが、例えば氷受入口２１と共用にしてもよい。これにより、氷搬送車両２に用いられる部品点数の削減を図ることが可能となる。
【００５９】
なお、水供給口から供給する水は、例えば氷蓄熱槽４内に貯蔵されているものを利用す
ることができる。すなわち、氷蓄熱槽４の下部には、通常スラリー状の氷から分離した水が溜まっているので、これを利用すればよい。図６は、水供給口（氷受入口２１と共用）を有する氷搬送車輌２と氷蓄熱槽とを示す。同図に示すように、水供給口と氷蓄熱槽４とを水供給管１８によって接続し、ポンプ９によって氷蓄熱槽４内の水を圧送すればよい。氷蓄熱槽４内の水であれば、改めて冷却する必要がなく、流動性を回復させるための水として好適に用いることができる。
【００６０】
また、図６に示すように、氷搬送車両２と氷蓄熱槽４との間の距離が比較的長い場合には、旋回流ロータ２９が氷搬送車輌２に設けられている場合でも、氷搬送車両２と氷蓄熱槽４とを接続する氷搬送管１７の流路途中に氷圧送手段としてのポンプ９ａを配置してもよい。ポンプ９ａには、プランジャーポンプと呼ばれるピストン式のポンプを用いることができる。これにより、氷搬送車両２と氷蓄熱槽４との間の距離が比較的長い場合であっても、氷搬送車両２に貯蔵されているスラリー状の氷を氷蓄熱槽４に対して安定的に供給することが可能となる。また、氷蓄熱槽４へのスラリー状の氷の供給は、例えば図５に示す解除器２０３の下流の氷搬送管２０４に枝管２１３を設けて、その入口開口にスラリー状の氷を送出してもよい。
【００６１】
＜効果＞
以上説明した本実施形態の冷熱利用システムによれば、ＬＮＧ気化器３から排出される冷熱を遠隔地のビル等の冷房用の冷熱として利用することができ、省エネルギーの推進、ＣＯ２の削減を図ることができる。すなわち、氷製造装置１を備えることで、ＬＮＧ気化器３から排出される冷熱を利用して過冷却水を生成し、更にこの過冷却水の過冷却状態を解除することでスラリー状の氷を生成することができる。また、氷搬送車両２を備えることで、氷製造装置１によって生成されたスラリー状の氷を所定の施設（ビル等に設けられている氷蓄熱槽４）まで搬送することができる。氷蓄熱槽４に貯蔵されたスラリー状の氷は、空調システムにおける冷房用の冷熱として適宜利用することができる。
【００６２】
なお、氷蓄熱槽４に貯蔵されるスラリー状の氷は、氷搬送車両２によって搬送される氷によって全て補ってもよい。すなわち、氷搬送車両２によって氷蓄熱槽４に貯蔵されるスラリー状の氷を全て補う場合には、氷蓄熱槽が設置されるビル側には、過冷却器といった氷を生成する装置を設けなくてもよい。従って、ビル側の施設の小規模化を図ることができる。
【００６３】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の冷熱利用システムはこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ＬＮＧを気化する気化器を含む従来システムの概要を示す。
【図２】冷熱利用システムの構成を示す。
【図３】氷搬送車両の構成を示す。
【図４】旋回流ロータが設けられた氷搬送車両を示す。
【図５】既存の氷蓄熱システムの一例を示す。
【図６】水供給口を有する氷搬送車輌と氷蓄熱槽とを示す。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・氷製造装置
２・・・氷搬送車輌
３・・・ＬＮＧ気化装器
４・・・氷蓄熱槽
７・・・ポンプ
１１・・・過冷却器
１２・・・過冷却解除装置
１３・・・冷水タンク
２２・・・氷貯蔵タンク
２３・・・車輌本体
【図１】
0005026869.tif 000003
【図２】
0005026869.tif 000004
【図３】
0005026869.tif 000005
【図４】
0005026869.tif 000006
【図５】
0005026869.tif 000007
【図６】
0005026869.tif 000008