説明

冷凍装置、及びこれを搭載したLNG冷凍車両

【課題】
低公害のLNGを燃料とするLNG冷凍車両においてエンジンなどの動力源を必要とせずに燃料としてのLNGの気化熱を有効利用することにより、冷却空気が極低温を実現する車載用冷凍装置及びその冷凍装置を搭載した車両を提供する。
【解決手段】
LNG燃料容器2に貯留するLNGを気化し、燃料としてLNGをエンジン3に供給する車両に搭載される車載用冷凍装置であって、LNGを気化する気化器4を、空気取込口7を介して取り込んだ空気と熱交換するように構成するとともに、熱交換後の冷却空気を冷凍用の空気として利用するように構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷凍装置、及びこれを搭載したLNG冷凍車両に関し、極低温で輸送可能なLNG冷凍車両として有用なものである。
【背景技術】
【0002】
クリーンなエネルギーである低公害型自動車の一つとして天然ガス自動車がある。天然ガス自動車には、天然ガスを高圧に圧縮した圧縮天然ガス(CNG:Compressed Natural Gas)を燃料とするCNG自動車と液化天然ガス(LNG:Liquefied Natural Gas)を燃料とするLNG自動車がある。
【0003】
近年、陸運業界にあっては、CNG自動車やLNG自動車などの天然ガス自動車が低公害車として積極的に導入されている。LNG自動車は、CNG自動車に比べ、同じ容量の貯蔵容器に3倍のガスを収容することができるので開発が進められている(特許文献1参照)。
【0004】
一方、例えば、トラックを例にとると、冷凍トラックの現在の状況は、トラックに従来からある冷凍装置を搭載した冷凍トラックが一般的である。つまり、現状で実用化されている冷凍トラックは、ディーゼルエンジントラックまたは、CNGトラックに冷凍装置を搭載した型のものが主流である。
【0005】
しかし、車両に冷凍装置を搭載するため、従来からある冷凍装置の動力源は、車両のエンジンであり、冷凍装置を動かすのに必要な燃料を供給しなければならない。すなわち、既存の冷凍装置は、一般的に冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒と外気とを熱交換させる凝縮器と、凝縮器からの冷媒を減圧する減圧装置と、そして、減圧装置からの冷媒を蒸発させる蒸発器などを有するが、圧縮機はエンジンにより駆動されている。したがって、冷凍するための動力を供給しなければならないという欠点がある。
【0006】
また、上述のような冷凍トラックの冷凍能力は、せいぜい−20℃〜5℃程度に留まっている。しかしながら、昨今の輸送機関の発達により高級な冷凍食品などの輸送ニーズが年々高まってきており、さらに低温で輸送する技術が求められている。それ故、現在の冷凍能力よりもさらに低い温度で冷凍する必要がある。
【0007】
【特許文献1】特開2005−351133号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、燃料であるLNGの気化熱を有効利用することにより、極低温を実現する冷凍装置及びこれを搭載したLNG冷凍車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するための本発明の第1の態様は、
燃料容器に貯留するLNGを気化し、燃料として前記LNGをエンジンに供給する車両に搭載される車載用冷凍装置であって、
前記LNGを気化する気化器を、外気取込口を介して取り込んだ空気と熱交換するように構成するとともに、前記熱交換後の冷却空気を冷凍用の空気として利用するように構成した
ことを特徴とする冷凍装置である。
【0010】
第1の態様では、LNGが気化する時に発生する気化熱を有効利用して冷却空気を得るので、冷凍装置はエンジンなどの動力源を必要とせず、輸送物資を効率良く冷却することができる。ちなみに、燃料として供給するLNGは、約−160℃の極低温で1Kg当り約200Kcalの冷熱(蒸発潜熱、顕熱)を有する極めて優れた性状を持つので、LNGの気化熱を有効利用して空気を冷却する冷凍装置は、約−100℃まで冷凍することができる。
【0011】
本発明の第2の態様は、
第1の態様に記載する冷凍装置において、
さらに前記外気取込口を介して取り込んだ空気をエンジンの熱で予熱し、その後前記気化器で前記熱交換を行うように構成した
ことを特徴とする冷凍装置である。
【0012】
第2の態様では、気化器にエンジンで予熱した温空気を送込むことによって、予熱せずにそのまま送込む時と比し、LNGをより効率良く気化させることができる。さらに、車停止時や走行時に、外気取込口から空気を取込むことで、温空気を常に気化器に送ることが可能となり、LNGの気化効率が促進する。
【0013】
本発明の第3の態様は、
第1又は第2の態様に記載する冷凍装置であって、
前記燃料容器から発生するBOGを貯留するBOG貯蔵容器を有し、前記BOG貯蔵容器に貯留するBOGも前記エンジンに供給するように構成した
ことを特徴とする冷凍装置である。
【0014】
第3の態様では、BOG貯蔵容器にLNG燃料容器から常時発生するBOGを貯留することができる。ここで、貯留されたBOGは、気体であるので燃料としてすぐに使うことができる。すなわち、LNGでは、車両の始動時に十分な量のLNGガスを気化させるのに若干の時間遅れを要するが、BOGでは、このようなエンジンの初期駆動時に迅速に始動し得る。
【0015】
本発明の第4の態様は、
第1乃至第3の何れか一つの態様に記載する冷凍装置を有するとともに前記冷却空気は冷凍庫に供給するように構成した
ことを特徴とする冷凍車両である。
【0016】
第4の態様では、冷凍するための動力源を必要としないので、LNG冷凍車両としての総合的なエネルギー効率の向上を計り得る。ちなみに、燃料として供給するLNGは、前記のようにLNGが約−160℃の極低温であるため、LNGの気化熱を有効利用して冷却する冷凍装置は、約−100℃まで冷凍可能である。したがって、本態様にかかるLNG冷凍車両は、近年の幅広い冷凍輸送のニーズに十分に貢献することができる。
【発明の効果】
【0017】
上記構成を有する本発明によれば、LNG冷凍車両において燃料であるLNGが気化する時に発生する冷熱を有効利用するので、エンジンで冷凍装置を駆動させて冷凍する場合に比して、エンジンを駆動させる必要がない分、格段に熱効率を向上させることができる。また、従来の冷凍装置では、冷凍能力が約−20℃までであったが、本発明による冷凍装置では、約−100℃まで可能となり極低温での冷凍輸送を実現し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施の形態の説明は例示であり、本発明の構成は以下の説明に限定されない。
【0019】
図1は本発明の実施形態における冷凍装置を有するLNG冷凍車両を概念的に示す説明図である。同図に示すように、このLNG冷凍車両1は、LNG燃料容器2に貯留する液状のLNGを気化し、天然ガスになったLNGをエンジン3に供給するLNG冷凍車両1である。ここで、LNG燃料容器2と気化器4とは管路5で連結してあり、気化器4とエンジン3とも管路5で連結してある。
【0020】
かくして、LNG燃料容器2に貯留するLNGを、管路5の途中に配設されガスを送り出している加圧ポンプ6で加圧して、気化器4に供給し、この気化器4で気化したLNGが管路5を介して燃料としてエンジン3に供給される。
【0021】
一方、気化器4は空気取込口7との間を管路8で連結してあり、空気取込口7を介して外気を取込み、管路8を介して気化器4に至る外気とLNGが熱交換するようになっている。
【0022】
ここで、気化器4は構造が簡単な空温式の気化器4として機能している。すなわち空温式の気化器4は空気取込口7から取込まれた外気がLNGを気化する構造となっている。
【0023】
また、管路8を流通する外気は気化器4に至る途中でエンジン3の熱で予熱し昇温するようになっている。このことで気化器4では、さらに温度が上昇した外気がLNGの気化をより効率的に促進する。
【0024】
すなわち、気化器4では、エンジン3の予熱で昇温した温空気は極低温のLNGが気化するのを促進すると同時に、極低温のLNGが気化する時に、冷熱を発生し、温空気の熱を奪い、該温空気を冷却する。
【0025】
このようにして気化器4でLNGの冷熱と外気を熱交換することにより冷却された極低温の空気は、約−100℃の極冷空気となり管路9に一体的に固着したノズル10を介して冷凍庫11内に導入するように構成してある。
【0026】
ここでは、図1のように冷凍庫11内にノズル10を例として5個示した。そして、ノズル10から極低温の冷却空気が送り込まれ冷凍庫11内が冷凍される様子を図示し、極冷空気−100℃と明記した。
【0027】
このように、上記のような空温式の気化器4でLNGとエンジン3で予熱した温空気との熱交換で冷却する構造であるので、従来の積載型の冷凍装置と異なり、エンジンなどの冷凍装置を動かすために必要な燃料を供給する必要がない。
【0028】
また、気化器4は空温式であるので、外気を車走行時や停止時など常時、空気取込口7から取込むことができる。したがって、本発明における空温式の気化器4は低コストであるという利点を有する。
【0029】
さらに、LNGが約−160℃と極低温であるので、LNGが気化する時の冷熱を有効利用する本発明における冷凍装置は、空気を約−100℃の極低温まで冷却することができるという顕著な効果を得る。
【0030】
ところで、本形態にかかるLNG冷凍車両1にはLNGを貯蔵するLNG燃料容器2の他にBOGを貯留するBOG貯蔵容器12を有する。以下、このBOG貯蔵容器12について詳言しておく。
【0031】
該BOG貯蔵容器12は管路13を介してLNG燃料容器2に連通するとともに、管路14を介して気化器4に連通しており、LNG燃料容器2に発生するBOGが管路13を介して貯留するとともに、このBOG貯蔵容器12に貯留するBOGが管路14を介して気化器4に供給されるようになっている。ただし、BOGが通る管路14は、気体のLNGが通る管路5と気化器4で合流するように配されている。
【0032】
ここで、BOGとは可燃性の天然ガス(BOG:Boil Off Gas)のことであり、LNGはその沸点が−162℃と極低温であるために気化しやすく、外気などの入熱によって可燃性のBOGが発生する。そこで、BOG貯蔵容器12に可燃性のBOGを貯留してBOGを冷媒や燃料として有効利用できようにしている。
【0033】
つまり、LNGと比して、BOGは気体であるので、エンジン駆動時に迅速に始動し得る。なぜならば、LNGは液体の状態でLNG燃料容器2に貯留されており、加圧ポンプ6で加圧され管路5に送り出され、気化器4で気化し、管路5を介してエンジン3に供給されるというように、LNGが燃料として供給されるのにいくつかのステップを経て若干の時間を要するからである。
【0034】
よって、本形態においては、当該LNG冷凍車両1の走行に伴い、空気取込口7から管路8に流入した外気はエンジン3の熱で予熱され、気化器4に至る。一方、加圧ポンプ6を駆動することにより管路5を介してLNGをLNG燃料容器2から気化器4に供給する。
【0035】
したがって、管路8の温空気と管路5のLNGが気化器4で熱交換される。この結果、LNGは気化して天然ガスとしてエンジン3に供給される。一方、空気取込口7から取込まれた外気は極低温の冷却空気としてノズル10を介し冷凍庫11内に供給される。
【0036】
一方、LNG冷凍車両1の停止時に、LNG燃料容器2内で発生するBOGはBOG貯蔵容器12に貯留されるとともに、管路14を通り気化器4を介して管路5に合流し燃料としてエンジン3に供給される。かかるBOGはLNGの気化が十分になされておらず、天然ガスとしてエンジン3に供給できない時の初期燃料として有用である。
【0037】
このように、かかる本発明は、LNGが気化する時に発生する気化熱を有効利用して極低温に冷却する冷凍装置であり、冷凍するためにエンジン3などの動力源を必要としないので、エネルギー効率が向上するという効果を奏する。またさらに、LNGは、前記のように約−160℃と極低温であるので、気化熱を有効利用して空気を冷却する際に、約−100℃の極低温に冷却可能である。したがって、かかる極低温の冷凍装置を搭載するLNG冷凍車両1は、近年の幅広い冷凍輸送のニーズに十分に貢献することができる。
【産業上の利用可能性】
【0038】
本発明は極低温に冷却可能な冷凍装置に関し、陸運業界の産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の実施形態における冷凍装置を有するLNG冷凍車両を概念的に示す説明図である
【符号の説明】
【0040】
1 LNG冷凍車両
2 LNG燃料容器
3 エンジン
4 気化器
5、8、9、13、14 管路
6 加圧ポンプ
7 空気取込口
10 ノズル
11 冷凍庫
12 BOG貯蔵容器

【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃料容器に貯留するLNGを気化し、燃料として前記LNGをエンジンに供給する車両に搭載される車載用冷凍装置であって、
前記LNGを気化する気化器を、外気取込口を介して取り込んだ空気と熱交換するように構成するとともに、前記熱交換後の冷却空気を冷凍用の空気として利用するように構成した
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項2】
請求項1に記載する冷凍装置において、
さらに前記外気取込口を介して取り込んだ空気をエンジンの熱で予熱し、その後前記気化器で前記熱交換を行うように構成した
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載する冷凍装置であって、
前記燃料容器から発生するBOGを貯留するBOG貯蔵容器を有し、前記BOG貯蔵容器に貯留するBOGも前記エンジンに供給するように構成した
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項4】
請求項1乃至請求項3の何れか一つに記載する冷凍装置を有するとともに前記冷却空気は冷凍庫に供給するように構成した
ことを特徴とする冷凍車両。


【図1】
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【公開番号】特開2008−45813(P2008−45813A)
【公開日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−221759(P2006−221759)
【出願日】平成18年8月16日(2006.8.16)
【出願人】(000211307)中国電力株式会社 (6,505)
【Fターム(参考)】