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公開番号2025094669
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023210363
出願日2023-12-13
発明の名称二酸化炭素液化装置
出願人株式会社商船三井
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類F17C 9/02 20060101AFI20250618BHJP(ガスまたは液体の貯蔵または分配)
要約【課題】燃料に含まれる水素の消費効率を向上し、二酸化炭素の排出を抑制する燃料電池発電システムを提供することにある。
【解決手段】二酸化炭素液化装置20は、燃料電池2から排出される混合ガスに含まれる二酸化炭素を液化ガスの冷熱で冷却して液化するように熱交換する液化用熱交換器5と、液化用熱交換器5の内部圧力を検出する圧力センサ13と、液化用熱交換器5で液化された液化二酸化炭素の量である液体量を検出するための液位センサ14と、圧力センサ13により検出された内部圧力及び液位センサ14により検出された液体量に基づいて、液化用熱交換器5に送り込む液化ガスの量を制御する制御装置1とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池から排出される混合ガスに含まれる二酸化炭素を液化ガスの冷熱で冷却して液化するように熱交換する液化用熱交換器と、
前記液化用熱交換器の内部圧力を検出する圧力センサと、
前記液化用熱交換器で液化された液化二酸化炭素の量である液体量を検出するための液体量センサと、
前記圧力センサにより検出された前記内部圧力及び液体量センサにより検出された前記液体量に基づいて、前記液化用熱交換器に送り込む前記液化ガスの量を制御する制御装置と
を備えることを特徴とする二酸化炭素液化装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記液化ガスの供給源から前記液化用熱交換器を経由せずに供給先に前記液化ガスを供給するためのバルブを備え、
前記制御装置は、前記バルブを操作して、前記液化用熱交換器に送り込む前記液化ガスの量を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素液化装置。
【請求項３】
前記液化用熱交換器の内部にある窒素の量を把握するためのガスセンサと、
前記液化用熱交換器の内部にある窒素を排出するための排出バルブとを備え、
前記制御装置は、前記ガスセンサによる検出値に基づいて、前記液化用熱交換器の内部にある窒素を排出するように前記排出バルブを操作する制御をすること
を特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素液化装置。
【請求項４】
前記液化用熱交換器により前記熱交換をした前記液化ガスは、供給先に燃料として供給されること
を特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素液化装置。
【請求項５】
前記供給先は、前記燃料電池を含むこと
を特徴とする請求項４に記載の二酸化炭素液化装置。
【請求項６】
二酸化炭素を抽出するために、前記燃料電池から排出される前記混合ガスに含まれる水分を除去する水分除去機器
を備えることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素液化装置。
【請求項７】
前記水分除去機器は、水蒸気を除去する復水器を含むこと
を特徴とする請求項６に記載の二酸化炭素液化装置。
【請求項８】
請求項１に記載の二酸化炭素液化装置が実装された船舶であって、
前記液化ガスを貯蔵する液化ガスタンクと、
前記液化ガスタンクから供給される前記液化ガスを燃料として発電する前記燃料電池と、
前記液化ガスタンクから供給される前記液化ガスを燃料として推進力を得るための推進器と
を備えることを特徴とする船舶。
【請求項９】
前記推進器は、前記燃料電池により発電された電力により推進力を得ること
を特徴とする請求項８に記載の船舶。
【請求項１０】
前記液化ガスタンクから供給される前記液化ガスを燃料として前記推進器を駆動する主機関
を備えることを特徴とする請求項８に記載の船舶。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を液化する二酸化炭素液化装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料電池の燃料としてＬＮＧ（液化天然ガス：liquefied natural gas）を使用することが知られている。ＬＮＧを燃料とした場合、燃料電池は、二酸化炭素を排出する。燃料電池から排出される二酸化炭素は、大気中に放出されることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、二酸化炭素の大気中への放出は、環境への影響が懸念される。二酸化炭素の大気中への放出を抑制するために、二酸化炭素を液化し貯蔵することへの要望がある。
本発明の実施形態の目的は、燃料電池から排出される二酸化炭素を効率的に液化する二酸化炭素液化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の観点に従った二酸化炭素液化装置は、燃料電池から排出される混合ガスに含まれる二酸化炭素を液化ガスの冷熱で冷却して液化するように熱交換する液化用熱交換器と、前記液化用熱交換器の内部圧力を検出する圧力センサと、前記液化用熱交換器で液化された液化二酸化炭素の量である液体量を検出するための液体量センサと、前記圧力センサにより検出された前記内部圧力及び液体量センサにより検出された前記液体量に基づいて、前記液化用熱交換器に送り込む前記液化ガスの量を制御する制御装置とを備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、燃料電池から排出される二酸化炭素を効率的に液化する二酸化炭素液化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の第１実施形態に係る二酸化炭素液化装置の構成を示す構成図。
本発明の第２実施形態に係る船舶の構成を示す構成図。
本発明の第３実施形態に係る船舶の構成を示す構成図。
本発明の第４実施形態に係る船舶の構成を示す構成図。
本発明の第５実施形態に係る船舶の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る二酸化炭素液化装置２０の構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【０００８】
二酸化炭素液化装置２０は、陸上又は海上等に固定されて設置される場合に限らず、船舶、車両、又は、航空機等の移動体に設けられてもよい。
【０００９】
二酸化炭素液化装置２０は、制御装置１、燃料電池２、復水器３、コンプレッサ４、液化用熱交換器５、液化二酸化炭素タンク６、ＬＮＧタンク７、ポンプ８、バイパス用バルブ９、ヒータ１０、ガスセンサ１１、排出バルブ１２、圧力センサ１３、及び、液位センサ１４を備える。なお、二酸化炭素液化装置２０は、構成機器として、制御装置１及び液化用熱交換器５を少なくとも含めば、その他の機器は、二酸化炭素液化装置２０の外部機器として設けられてもよい。
【００１０】
燃料電池２から排出された二酸化炭素を含む混合ガスは、復水器３、コンプレッサ４及び液化用熱交換器５を順次に介して、二酸化炭素が抽出されて液化される。液化された二酸化炭素は、液化二酸化炭素タンク６に送り込まれる。燃料電池２、復水器３、コンプレッサ４、液化用熱交換器５、及び、液化二酸化炭素タンク６を順次に接続するように経路（配管）が設けられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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