JP2000352371A - 圧縮空気貯蔵複合発電システム - Google Patents
圧縮空気貯蔵複合発電システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮空気貯蔵複合発電システムに関し、圧縮
空気を揚水を利用して貯蔵することおよびポンプ運用で
発生する気流を有効利用して発電すること。 【解決手段】 調整池1へは地下貯水池7の水タンク部
7aの水がポンプ水車発電機5のポンプ駆動により揚水
され、この際に大気より空気が切換え弁12、空気ター
ビン13、切換え弁15、配管17,10、開閉弁11
を介して空気圧縮部7b内へ流入する。この空気により
空気タービン13が駆動され発電機14を回し、発電す
る。揚水された水は調整池1より配管3を落下し、ポン
プ水車発電機5を駆動して発電すると共に、その水は地
下貯水池7の水タンク部7aに入り、水位を上昇させ空
気圧縮部7bの空気を圧縮する。圧縮空気はタンク21
よりCAES発電プラント21で、又、空気タービン1
3にも導き、発電に供され、サイレンサ16から放出さ
れる。
空気を揚水を利用して貯蔵することおよびポンプ運用で
発生する気流を有効利用して発電すること。 【解決手段】 調整池1へは地下貯水池7の水タンク部
7aの水がポンプ水車発電機5のポンプ駆動により揚水
され、この際に大気より空気が切換え弁12、空気ター
ビン13、切換え弁15、配管17,10、開閉弁11
を介して空気圧縮部7b内へ流入する。この空気により
空気タービン13が駆動され発電機14を回し、発電す
る。揚水された水は調整池1より配管3を落下し、ポン
プ水車発電機5を駆動して発電すると共に、その水は地
下貯水池7の水タンク部7aに入り、水位を上昇させ空
気圧縮部7bの空気を圧縮する。圧縮空気はタンク21
よりCAES発電プラント21で、又、空気タービン1
3にも導き、発電に供され、サイレンサ16から放出さ
れる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧縮空気貯蔵複合発
電システムに関し、圧縮空気貯蔵の過程や圧縮空気を使
用して発電中に生ずる気流や水流を有効に活用し、従来
無駄に放置されているエネルギーを有効活用するような
システムとしたものである。
電システムに関し、圧縮空気貯蔵の過程や圧縮空気を使
用して発電中に生ずる気流や水流を有効に活用し、従来
無駄に放置されているエネルギーを有効活用するような
システムとしたものである。
【0002】
【従来の技術】図11は圧縮空気貯蔵発電システム(C
AES)の一例を示す図であり、先に本出願人が出願し
たものの一部である。図において、100は上部調整池
であり、水が溜められている。101は導水路、102
はポンプ水車であり、ポンプとして水を上部調整池10
0へ揚水し、又上部調整池100からの水で水車として
利用される。103は電動発電機であり、ポンプ水車1
02に連結され、ポンプを作動させる場合には電動機と
して、又水車によって駆動される際には発電機として作
動する。104は導水路、105は下部調整池で、密閉
構造であり、上部は空気溜り106となっている。10
7は空気管で一方には大気開放弁V1 を介して大気に連
通し、他方は送気弁V2 を介して再生器110へ接続さ
れている。108は発電機、109は燃焼器で燃料fを
燃焼させるもの、T1 は空気膨張タービン、T2 はガス
タービンであり、燃焼器109からの燃焼ガスにより作
動する。110は再生器、111は煙突であり、ガスタ
ービンT2 の排ガスから排熱を回収後に大気へ放出す
る。
AES)の一例を示す図であり、先に本出願人が出願し
たものの一部である。図において、100は上部調整池
であり、水が溜められている。101は導水路、102
はポンプ水車であり、ポンプとして水を上部調整池10
0へ揚水し、又上部調整池100からの水で水車として
利用される。103は電動発電機であり、ポンプ水車1
02に連結され、ポンプを作動させる場合には電動機と
して、又水車によって駆動される際には発電機として作
動する。104は導水路、105は下部調整池で、密閉
構造であり、上部は空気溜り106となっている。10
7は空気管で一方には大気開放弁V1 を介して大気に連
通し、他方は送気弁V2 を介して再生器110へ接続さ
れている。108は発電機、109は燃焼器で燃料fを
燃焼させるもの、T1 は空気膨張タービン、T2 はガス
タービンであり、燃焼器109からの燃焼ガスにより作
動する。110は再生器、111は煙突であり、ガスタ
ービンT2 の排ガスから排熱を回収後に大気へ放出す
る。
【0003】上記構成のシステムにおいて、まず大気開
放弁V1 、送気弁V2 を閉じた状態で上部調整池100
から導水路101を通り水をポンプ水車102に落下さ
せ、ポンプ水車102により電動発電機103を駆動す
ると電動発電機103で発電し電力が得られる。この過
程において、導水路104からの水は下部調整池105
に流入し、上部の空気溜り106内の空気は圧縮され
る。この圧縮空気は送気弁V2 を開くことによりa2 で
示すように再生器110を通り、再生器110でガスタ
ービンT2 からの排熱で加熱され、空気膨張タービンT
2 に導かれ、膨張することにより仕事をしてタービンを
回転させる。膨張して仕事をした空気は燃焼器109へ
導かれ、燃料と共に燃焼に供され、高温の燃焼ガスとな
ってガスタービンT2 に供給される。
放弁V1 、送気弁V2 を閉じた状態で上部調整池100
から導水路101を通り水をポンプ水車102に落下さ
せ、ポンプ水車102により電動発電機103を駆動す
ると電動発電機103で発電し電力が得られる。この過
程において、導水路104からの水は下部調整池105
に流入し、上部の空気溜り106内の空気は圧縮され
る。この圧縮空気は送気弁V2 を開くことによりa2 で
示すように再生器110を通り、再生器110でガスタ
ービンT2 からの排熱で加熱され、空気膨張タービンT
2 に導かれ、膨張することにより仕事をしてタービンを
回転させる。膨張して仕事をした空気は燃焼器109へ
導かれ、燃料と共に燃焼に供され、高温の燃焼ガスとな
ってガスタービンT2 に供給される。
【0004】又、上部調整池100に揚水する場合に
は、大気開放弁V1 を開放し、電動発電機103により
ポンプ水車102を駆動して下部調整池105から導水
管104,101を通り、水を上部調整池100へ導
き、貯水する。この場合には大気からの空気a1 で示す
ように空気管107を送り下部調整池105の上部の空
気溜り106へ導入される。
は、大気開放弁V1 を開放し、電動発電機103により
ポンプ水車102を駆動して下部調整池105から導水
管104,101を通り、水を上部調整池100へ導
き、貯水する。この場合には大気からの空気a1 で示す
ように空気管107を送り下部調整池105の上部の空
気溜り106へ導入される。
【0005】図12は圧縮空気貯蔵発電システムの他の
例を示す構成図である。図において、海底201に水深
Lが400m程度となるように鉄鋼製タンク200を多
数支持部202を介して水底201へ設置する。タンク
200は密閉構造であり、内部には水210が流入し、
上部には空気溜り211が形成されている。各鉄鋼製タ
ンク200の空気溜り211とは空気管203が連通し
ており、空気管203は水面204上へ導かれ、切換え
弁205へ接続されている。切換え弁205は空気管2
03を空気冷却器206と再生器207へそれぞれ接続
を切換えるものである。208は煙突、Mは電動機で圧
縮機Cを駆動するためのもの、Tはガスタービン、CC
は燃焼器であり高温の燃焼ガスをガスタービンTに導
く。
例を示す構成図である。図において、海底201に水深
Lが400m程度となるように鉄鋼製タンク200を多
数支持部202を介して水底201へ設置する。タンク
200は密閉構造であり、内部には水210が流入し、
上部には空気溜り211が形成されている。各鉄鋼製タ
ンク200の空気溜り211とは空気管203が連通し
ており、空気管203は水面204上へ導かれ、切換え
弁205へ接続されている。切換え弁205は空気管2
03を空気冷却器206と再生器207へそれぞれ接続
を切換えるものである。208は煙突、Mは電動機で圧
縮機Cを駆動するためのもの、Tはガスタービン、CC
は燃焼器であり高温の燃焼ガスをガスタービンTに導
く。
【0006】上記構成のシステムにおいて、圧縮機Cを
電動機Mで駆動して空気冷却器206でその圧縮で生ず
る熱を吸収し、圧縮された空気は、切換え弁205を経
由して空気管203を通って鉄鋼製タンク200内の空
気溜り211内へ貯蔵される。この時、内部の水210
は導入する空気により図示していない穴よりタンク外へ
押し出されて流出し、空気溜り211内で空気は圧縮さ
れ貯蔵される。貯蔵した圧縮空気を使用する場合には、
切換え弁205を切換えて鉄鋼製タンク200内の空気
溜り211からの圧縮空気を空気管203を通して、再
熱器207へ導き、ガスタービンTの排熱で加熱された
後、燃焼器CCへ導いて燃料と共に燃焼させ、高温燃焼
ガスとしてガスタービンTに導く。ガスタービンTで
は、高温燃焼ガスによりロータが駆動され、発電がなさ
れ、その排ガスは再生器207に導かれ、ガスタービン
Tに流入する空気に排熱を与え、煙突208から大気に
放出される。
電動機Mで駆動して空気冷却器206でその圧縮で生ず
る熱を吸収し、圧縮された空気は、切換え弁205を経
由して空気管203を通って鉄鋼製タンク200内の空
気溜り211内へ貯蔵される。この時、内部の水210
は導入する空気により図示していない穴よりタンク外へ
押し出されて流出し、空気溜り211内で空気は圧縮さ
れ貯蔵される。貯蔵した圧縮空気を使用する場合には、
切換え弁205を切換えて鉄鋼製タンク200内の空気
溜り211からの圧縮空気を空気管203を通して、再
熱器207へ導き、ガスタービンTの排熱で加熱された
後、燃焼器CCへ導いて燃料と共に燃焼させ、高温燃焼
ガスとしてガスタービンTに導く。ガスタービンTで
は、高温燃焼ガスによりロータが駆動され、発電がなさ
れ、その排ガスは再生器207に導かれ、ガスタービン
Tに流入する空気に排熱を与え、煙突208から大気に
放出される。
【0007】上記のように図11のシステムでは、上部
調整池100からの水で下部調整池105の空気溜り1
06に圧縮空気を溜め、この圧縮空気を利用し、又、図
12のシステムでは、水中のタンク200の空気溜り2
11に圧縮空気を送り、水圧を利用して圧縮空気を取り
出して利用し、それぞれ発電を行う提案がなされてい
る。
調整池100からの水で下部調整池105の空気溜り1
06に圧縮空気を溜め、この圧縮空気を利用し、又、図
12のシステムでは、水中のタンク200の空気溜り2
11に圧縮空気を送り、水圧を利用して圧縮空気を取り
出して利用し、それぞれ発電を行う提案がなされてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述のように圧縮空気
貯蔵発電設備として、図4,図5に示すようなシステム
が提案されており、図11のシステムでは、夜間の余剰
電力を利用して下部調整池105から上部調整池100
へ水を汲み上げておき、昼間の電力需要時には上部調整
池100の水を落下させて圧縮空気を作り、又、図5の
システムでも夜間の余剰電力で圧縮機を駆動して圧縮空
気を水中のタンクに貯蔵しておく。これら圧縮空気は昼
間の電力需要時に取り出して発電に供することができる
ので有力な発電システムとして注目されている。
貯蔵発電設備として、図4,図5に示すようなシステム
が提案されており、図11のシステムでは、夜間の余剰
電力を利用して下部調整池105から上部調整池100
へ水を汲み上げておき、昼間の電力需要時には上部調整
池100の水を落下させて圧縮空気を作り、又、図5の
システムでも夜間の余剰電力で圧縮機を駆動して圧縮空
気を水中のタンクに貯蔵しておく。これら圧縮空気は昼
間の電力需要時に取り出して発電に供することができる
ので有力な発電システムとして注目されている。
【0009】しかし、図11のシステムにおいては、大
気開放弁V1 を開放し、電動発電機103でポンプ水車
102をポンプとして駆動し、下部調整池105から上
部調整池100へ水を汲み上げる時には、大気よりa1
で示すように空気が空気管107に吸い込まれ、下部調
整池105の空気溜り106へ流入する。この時の気流
の流れa1 は現状では利用されずにそのままとなってい
る。この気流を利用すれば、更にエネルギーの有効活用
がなされることになる。
気開放弁V1 を開放し、電動発電機103でポンプ水車
102をポンプとして駆動し、下部調整池105から上
部調整池100へ水を汲み上げる時には、大気よりa1
で示すように空気が空気管107に吸い込まれ、下部調
整池105の空気溜り106へ流入する。この時の気流
の流れa1 は現状では利用されずにそのままとなってい
る。この気流を利用すれば、更にエネルギーの有効活用
がなされることになる。
【0010】又、図12に示すシステムにおいても、圧
縮機Cを駆動し、空気管203から水中の鉄鋼製タンク
200へ空気を投入中には、タンク200上部の空気溜
り211に空気が流入すると内部の水210が押し上げ
られ、図示していない穴より外部へ流出し、タンク20
0周辺で水流が発生する。この水流もうまく利用すれ
ば、更にシステム全体の効率化につながると考えられる
が、現状では有効利用されていない。
縮機Cを駆動し、空気管203から水中の鉄鋼製タンク
200へ空気を投入中には、タンク200上部の空気溜
り211に空気が流入すると内部の水210が押し上げ
られ、図示していない穴より外部へ流出し、タンク20
0周辺で水流が発生する。この水流もうまく利用すれ
ば、更にシステム全体の効率化につながると考えられる
が、現状では有効利用されていない。
【0011】そこで本発明では圧縮空気貯蔵複合発電シ
ステムにおいて、圧縮空気を貯蔵する過程において、発
生する気流や水流を利用するために、空気タービンや水
車発電機をシステムに組み込んでこれら気流や水流を有
効利用することを課題としてなされたものである。
ステムにおいて、圧縮空気を貯蔵する過程において、発
生する気流や水流を利用するために、空気タービンや水
車発電機をシステムに組み込んでこれら気流や水流を有
効利用することを課題としてなされたものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の(1)乃至(12)の手段を提供す
る。
決するために次の(1)乃至(12)の手段を提供す
る。
【0013】(1)上部調整池と、上部に空気溜りを有
する密閉構造の下部調整池と、前記上部調整池と前記下
部調整池との間に接続され、前記下部調整池から前記上
部調整池へ揚水すると共に、前記上部調整池から下部調
整池へ落下する水により発電を行うポンプ水車発電機
と、前記下部調整池の空気溜りで圧縮された空気を利用
して発電を行う発電設備とを有してなる発電システムに
おいて、前記下部調整池から前記上部調整池への揚水時
に、大気から前記下部調整池の空気溜りへ吸込まれる空
気流により駆動される空気タービンを設けたことを特徴
とする圧縮空気貯蔵複合発電システム。
する密閉構造の下部調整池と、前記上部調整池と前記下
部調整池との間に接続され、前記下部調整池から前記上
部調整池へ揚水すると共に、前記上部調整池から下部調
整池へ落下する水により発電を行うポンプ水車発電機
と、前記下部調整池の空気溜りで圧縮された空気を利用
して発電を行う発電設備とを有してなる発電システムに
おいて、前記下部調整池から前記上部調整池への揚水時
に、大気から前記下部調整池の空気溜りへ吸込まれる空
気流により駆動される空気タービンを設けたことを特徴
とする圧縮空気貯蔵複合発電システム。
【0014】(2)前記下部調整池の空気溜りに貯蔵さ
れた圧縮空気は前記発電設備で発電に利用されると共
に、前記空気タービンも駆動可能とする(1)記載の複
合発電システム。
れた圧縮空気は前記発電設備で発電に利用されると共
に、前記空気タービンも駆動可能とする(1)記載の複
合発電システム。
【0015】(3)前記下部調整池の空気溜りで圧縮さ
れた空気の一部を導き貯蔵する圧力タンクが設けられ、
同タンクの空気により前記ポンプ水車発電機の補機を駆
動可能とすることを特徴とする(1)記載の複合発電シ
ステム。
れた空気の一部を導き貯蔵する圧力タンクが設けられ、
同タンクの空気により前記ポンプ水車発電機の補機を駆
動可能とすることを特徴とする(1)記載の複合発電シ
ステム。
【0016】(4)前記下部調整池から前記ポンプ水車
発電機への水の流路と並行し、同流路をバイパスして前
記上部調整池と下部調整池とを連通する開閉弁を備えた
バイパス流路を設けたことを特徴とする(1)記載の複
合発電システム。
発電機への水の流路と並行し、同流路をバイパスして前
記上部調整池と下部調整池とを連通する開閉弁を備えた
バイパス流路を設けたことを特徴とする(1)記載の複
合発電システム。
【0017】(5)前記下部調整池には、貯水した水の
一部を前記発電設備のタービンに冷却水として導く系路
を設け、同タービン冷却後の水を前記上部調整池へ連通
する流路へ接続する系路を設けたことを特徴とする
(1)記載の発電システム。
一部を前記発電設備のタービンに冷却水として導く系路
を設け、同タービン冷却後の水を前記上部調整池へ連通
する流路へ接続する系路を設けたことを特徴とする
(1)記載の発電システム。
【0018】(6)上部に空気溜りを設けて水中に設置
され、下部の水が水中と連通するように形成されたタン
クと、同タンクの空気溜りに空気を送る圧縮機と、前記
タンクの空気溜りに貯蔵された圧縮空気を利用し発電を
行う発電設備とを有する発電システムにおいて、前記タ
ンクは水中の岩盤内空洞に設置され、同空洞には水中に
連通する流路を設け、同流路には流路の水流により駆動
する発電機を設けたことを特徴とする圧縮空気貯蔵複合
発電システム。
され、下部の水が水中と連通するように形成されたタン
クと、同タンクの空気溜りに空気を送る圧縮機と、前記
タンクの空気溜りに貯蔵された圧縮空気を利用し発電を
行う発電設備とを有する発電システムにおいて、前記タ
ンクは水中の岩盤内空洞に設置され、同空洞には水中に
連通する流路を設け、同流路には流路の水流により駆動
する発電機を設けたことを特徴とする圧縮空気貯蔵複合
発電システム。
【0019】(7)前記発電機は前記タンク内の空気溜
りに空気を送っている時と、同空気溜りからの圧縮空気
を前記発電設備で利用している時のいずれも発電を行う
ことを特徴とする(6)記載の複合発電システム。
りに空気を送っている時と、同空気溜りからの圧縮空気
を前記発電設備で利用している時のいずれも発電を行う
ことを特徴とする(6)記載の複合発電システム。
【0020】(8)前記タンクには、空気溜りから空気
の一部を取込み貯蔵する圧力タンクを接続し、同圧力タ
ンクからの空気で作動するモータと、同モータで駆動さ
れる前記発電機の流量調整翼とを備えたことを特徴とす
る(6)記載の複合発電システム。
の一部を取込み貯蔵する圧力タンクを接続し、同圧力タ
ンクからの空気で作動するモータと、同モータで駆動さ
れる前記発電機の流量調整翼とを備えたことを特徴とす
る(6)記載の複合発電システム。
【0021】(9)前記岩盤内空洞に設けられた流路出
口は、地上まで伸びる変動水流路が接続され、同変動水
流路と前記空洞に連通する流路との接続部には前記空洞
に設けられた流路を水底又は前記変動水路のいずれかに
連通させる流路切換弁を設けたことを特徴とする(6)
記載の圧縮空気貯蔵複合発電システム。
口は、地上まで伸びる変動水流路が接続され、同変動水
流路と前記空洞に連通する流路との接続部には前記空洞
に設けられた流路を水底又は前記変動水路のいずれかに
連通させる流路切換弁を設けたことを特徴とする(6)
記載の圧縮空気貯蔵複合発電システム。
【0022】(10)前記変動水流路は、地上側におい
て折り返し、再び水中に下降して配設され、水底近辺で
開口していることを特徴とする(9)記載の複合発電シ
ステム。
て折り返し、再び水中に下降して配設され、水底近辺で
開口していることを特徴とする(9)記載の複合発電シ
ステム。
【0023】(11)前記岩盤内空洞に設けられた流路
と前記変動水流路との接続部には、前記流路切換弁を介
して水面に向って伸び、水面において前記変動水流路と
連通する上昇変動水流路が接続され、かつ同上昇流変動
水流路の前記流路切換弁を介した接続部には同上昇流変
動水流路と水底との間を開閉する放水制御弁を設けたこ
とを特徴とする(10)記載の複合発電システム。
と前記変動水流路との接続部には、前記流路切換弁を介
して水面に向って伸び、水面において前記変動水流路と
連通する上昇変動水流路が接続され、かつ同上昇流変動
水流路の前記流路切換弁を介した接続部には同上昇流変
動水流路と水底との間を開閉する放水制御弁を設けたこ
とを特徴とする(10)記載の複合発電システム。
【0024】(12)上部に空気溜りを設けて水中に設
置され、下部の水が水中と連通するように形成されたタ
ンクと、同タンクの空気溜りに空気を送る圧縮機と、前
記タンクの空気溜りに貯蔵された圧縮空気を利用し発電
を行う発電設備とを有する発電システムにおいて、前記
タンクは下端閉止容器からなるタンクと下端開放容器の
タンクから構成され、前記下端開放容器のタンクの全体
を密閉して覆う収納容器と、同収納容器に連通し、水面
へ向って伸びる第1の配管と、同第1の配管に接続する
水面の密閉タンクと、同密閉タンクに一端を接続し水中
に向って伸び他端が水中で開口する第2の配管と、同第
1の配管の途中に設けられ同第1の配管を水中に開閉す
る流路切換弁と、前記下端閉止容器のタンク近傍に開口
し、水面に向って伸びる第3の配管と、同第3の配管の
前記水中開口部に挿入され、前記下端閉止容器のタンク
の空気溜りからの空気の一部を導き、気泡を発生させる
エアリフトノズルと、前記第3の配管に接続される地上
の気水分離タンクと、同気水分離タンクに接続されたエ
アタービンとからなることを特徴とする複合発電システ
ム。
置され、下部の水が水中と連通するように形成されたタ
ンクと、同タンクの空気溜りに空気を送る圧縮機と、前
記タンクの空気溜りに貯蔵された圧縮空気を利用し発電
を行う発電設備とを有する発電システムにおいて、前記
タンクは下端閉止容器からなるタンクと下端開放容器の
タンクから構成され、前記下端開放容器のタンクの全体
を密閉して覆う収納容器と、同収納容器に連通し、水面
へ向って伸びる第1の配管と、同第1の配管に接続する
水面の密閉タンクと、同密閉タンクに一端を接続し水中
に向って伸び他端が水中で開口する第2の配管と、同第
1の配管の途中に設けられ同第1の配管を水中に開閉す
る流路切換弁と、前記下端閉止容器のタンク近傍に開口
し、水面に向って伸びる第3の配管と、同第3の配管の
前記水中開口部に挿入され、前記下端閉止容器のタンク
の空気溜りからの空気の一部を導き、気泡を発生させる
エアリフトノズルと、前記第3の配管に接続される地上
の気水分離タンクと、同気水分離タンクに接続されたエ
アタービンとからなることを特徴とする複合発電システ
ム。
【0025】本発明の(1)においては、ポンプ水車発
電機をポンプとして作動させ、下部調整池から上部調整
池へ揚水を行っている時には、大気より吸い込まれる空
気は空気タービンを通り、タービンを駆動して下部調整
池の空気溜りに流入する。従って、従来利用されていな
かった、この吸込空気流を利用して空気タービンで発電
を行うことができる。又、上部調整池から下部調整池へ
落下する水によりポンプ水車発電機を発電機として駆動
している時には、下部調整池へ流入する水により上部の
空気溜りの空気を圧縮し、圧縮空気を貯蔵することがで
きる。この圧縮空気は発電設備に供給され、発電がなさ
れる。
電機をポンプとして作動させ、下部調整池から上部調整
池へ揚水を行っている時には、大気より吸い込まれる空
気は空気タービンを通り、タービンを駆動して下部調整
池の空気溜りに流入する。従って、従来利用されていな
かった、この吸込空気流を利用して空気タービンで発電
を行うことができる。又、上部調整池から下部調整池へ
落下する水によりポンプ水車発電機を発電機として駆動
している時には、下部調整池へ流入する水により上部の
空気溜りの空気を圧縮し、圧縮空気を貯蔵することがで
きる。この圧縮空気は発電設備に供給され、発電がなさ
れる。
【0026】本発明の(2)では、圧縮空気を発電設備
で利用している時でも、又、発電設備で圧縮空気を利用
していない場合でも、圧縮空気を、例えば弁により切換
えて空気タービンに送り、空気タービンを駆動して発電
を行うことができるので、システムの応用範囲が広が
る。
で利用している時でも、又、発電設備で圧縮空気を利用
していない場合でも、圧縮空気を、例えば弁により切換
えて空気タービンに送り、空気タービンを駆動して発電
を行うことができるので、システムの応用範囲が広が
る。
【0027】本発明の(3)では、圧力タンクからの空
気でポンプ水車発電機の補機類が駆動され、又、(4)
の発明では、バイパス流路が設けられているのでポンプ
水車発電機が駆動してない時には、上部調整池の水を開
閉弁を開けることにより下部調整池へ直接流入させるこ
とができる。又、(5)の発明では、下部調整池からの
貯水の一部を地上の発電設備に導き、タービンを冷却
し、冷却後の水を再びポンプ水車発電機の上流側へ戻す
ようにするので、これら(3),(4),(5)の発明
により、(1)の発明における下部調整池の貯水を有効
利用することができる。
気でポンプ水車発電機の補機類が駆動され、又、(4)
の発明では、バイパス流路が設けられているのでポンプ
水車発電機が駆動してない時には、上部調整池の水を開
閉弁を開けることにより下部調整池へ直接流入させるこ
とができる。又、(5)の発明では、下部調整池からの
貯水の一部を地上の発電設備に導き、タービンを冷却
し、冷却後の水を再びポンプ水車発電機の上流側へ戻す
ようにするので、これら(3),(4),(5)の発明
により、(1)の発明における下部調整池の貯水を有効
利用することができる。
【0028】本発明の(6),(7)では、圧縮機で水
中のタンクに空気を送っている時のみならず、タンク内
の圧縮空気を取り出し、地上の発電設備で利用し、発電
を行っている時のいずれでも、岩盤の流路に設置した発
電機により流路に生ずる水流により発電がなされるの
で、従来そのまま放置されていた水流を有効利用するこ
とができる。
中のタンクに空気を送っている時のみならず、タンク内
の圧縮空気を取り出し、地上の発電設備で利用し、発電
を行っている時のいずれでも、岩盤の流路に設置した発
電機により流路に生ずる水流により発電がなされるの
で、従来そのまま放置されていた水流を有効利用するこ
とができる。
【0029】本発明の(8)では、水中のタンクの空気
溜りからの空気を一部圧力タンクに貯蔵しておき、この
空気でモータを作動させ、水中の発電機の流量調整翼の
角度を調整して発電機に流出/入する水流を調節できる
ので発電機の出力調節が容易となる。
溜りからの空気を一部圧力タンクに貯蔵しておき、この
空気でモータを作動させ、水中の発電機の流量調整翼の
角度を調整して発電機に流出/入する水流を調節できる
ので発電機の出力調節が容易となる。
【0030】本発明の(9)では、流路切換弁を水底側
から閉じて岩盤内流路から流出する変動水を変動水流路
により水面へ導き、この変動水を地上の設備で使用する
ことができる。又、タンク内の圧縮空気を利用している
際に生ずる変動水は流路切換弁を水底側へ開いて岩盤内
の流路から水中へ流出させる。又、(10)の発明で
は、上記(9)の構成に対して水底近辺で開口する変動
水流路からタンク内の水位の上昇に伴う流動水流が吸込
まれ、水面を通って再び水底に戻り岩盤内の流路へ流れ
込む。(タンク内の水位を上昇させる。)この際の変動
水流路の水面でのは地上において利用できる。
から閉じて岩盤内流路から流出する変動水を変動水流路
により水面へ導き、この変動水を地上の設備で使用する
ことができる。又、タンク内の圧縮空気を利用している
際に生ずる変動水は流路切換弁を水底側へ開いて岩盤内
の流路から水中へ流出させる。又、(10)の発明で
は、上記(9)の構成に対して水底近辺で開口する変動
水流路からタンク内の水位の上昇に伴う流動水流が吸込
まれ、水面を通って再び水底に戻り岩盤内の流路へ流れ
込む。(タンク内の水位を上昇させる。)この際の変動
水流路の水面でのは地上において利用できる。
【0031】又、(11)の発明では、(10)の発明
の構成に加え、更に上昇変動水流路が設けられているの
で、タンク内へ圧縮空気を送っている時のタンク内水位
の下降による流水の変動は流路切換弁を開いて放水制御
弁を閉じることにより、上昇変動水流路より水面に導か
れる。又タンク内の圧縮空気を取出している時のタンク
内水位の上昇による流水の変動は、流路切換弁を閉じ、
変動水路により水底から吸込まれ、水面まで伝えられ、
その後水中へ下降して岩盤内流路へ戻る。従って、水面
においては両方の変動水の流れが伝えられるので、これ
ら両方の流水が利用できる。
の構成に加え、更に上昇変動水流路が設けられているの
で、タンク内へ圧縮空気を送っている時のタンク内水位
の下降による流水の変動は流路切換弁を開いて放水制御
弁を閉じることにより、上昇変動水流路より水面に導か
れる。又タンク内の圧縮空気を取出している時のタンク
内水位の上昇による流水の変動は、流路切換弁を閉じ、
変動水路により水底から吸込まれ、水面まで伝えられ、
その後水中へ下降して岩盤内流路へ戻る。従って、水面
においては両方の変動水の流れが伝えられるので、これ
ら両方の流水が利用できる。
【0032】本発明の(12)では、下端開放容器のタ
ンク内の水位の低下に伴う流水は第1の配管の流量切換
弁を開放することにより水中に放出され、又タンク内の
水位の上昇に伴う流水は第2の配管の開口より吸入され
て水面の密閉タンク内に入り、この時の密閉タンク内の
水位上昇は地上の設備において利用できる。又、第3の
配管の水中開口部からは伴流水が吸込まれ、更に、この
第3の配管にはエアリフトノズルから下端閉止容器のタ
ンク内の空気の一部が気泡となって流出し、上部の気水
分離タンクへ導かれ、気水分離タンクでは、この水流の
変動を外部の設備で利用できると共に、気泡による加圧
によりエアタービンが駆動される。このように従来の圧
縮空気貯蔵発電システムのタンク内への圧縮空気の供給
や、タンクからの圧縮空気の流出に伴う変動水を動力と
して有効に回収することができる。
ンク内の水位の低下に伴う流水は第1の配管の流量切換
弁を開放することにより水中に放出され、又タンク内の
水位の上昇に伴う流水は第2の配管の開口より吸入され
て水面の密閉タンク内に入り、この時の密閉タンク内の
水位上昇は地上の設備において利用できる。又、第3の
配管の水中開口部からは伴流水が吸込まれ、更に、この
第3の配管にはエアリフトノズルから下端閉止容器のタ
ンク内の空気の一部が気泡となって流出し、上部の気水
分離タンクへ導かれ、気水分離タンクでは、この水流の
変動を外部の設備で利用できると共に、気泡による加圧
によりエアタービンが駆動される。このように従来の圧
縮空気貯蔵発電システムのタンク内への圧縮空気の供給
や、タンクからの圧縮空気の流出に伴う変動水を動力と
して有効に回収することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の第1形態に係る圧縮空気貯蔵複合発電システムの構
成図である。図において、1は地上に設けられた調整
池、2は取排水口(A)で水を取水したり、排出する口
である。3は垂直の配管(D)、4,6,8も配管であ
る。5は発電所(B)のポンプ水車発電機であり、揚水
時にはポンプとして使用され、揚水を利用する時には水
車発電機として作動する。
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の第1形態に係る圧縮空気貯蔵複合発電システムの構
成図である。図において、1は地上に設けられた調整
池、2は取排水口(A)で水を取水したり、排出する口
である。3は垂直の配管(D)、4,6,8も配管であ
る。5は発電所(B)のポンプ水車発電機であり、揚水
時にはポンプとして使用され、揚水を利用する時には水
車発電機として作動する。
【0034】7は地下貯水池(C)であり、下部が水タ
ンク部7aで、その水上面は地上より800mとなるよ
うに設けられている。地下貯水池7の上部は空気圧縮部
7bからなり、空気圧縮部7b上端は地上から400m
となっている。9、10は配管で途中に開閉弁11が設
けてある。12は切換え弁、13は空気タービン、14
は空気タービン13で駆動される発電機、15は切換え
弁であり、16は空気を大気へ開放するときのサイレン
サ、17は切換え弁15と配管10とを接続する配管で
ある。20は地上の空気タンクで圧縮空気が貯蔵され
る。21はCAES発電プラントであり、タンク20の
圧縮空気を利用し、発電する。
ンク部7aで、その水上面は地上より800mとなるよ
うに設けられている。地下貯水池7の上部は空気圧縮部
7bからなり、空気圧縮部7b上端は地上から400m
となっている。9、10は配管で途中に開閉弁11が設
けてある。12は切換え弁、13は空気タービン、14
は空気タービン13で駆動される発電機、15は切換え
弁であり、16は空気を大気へ開放するときのサイレン
サ、17は切換え弁15と配管10とを接続する配管で
ある。20は地上の空気タンクで圧縮空気が貯蔵され
る。21はCAES発電プラントであり、タンク20の
圧縮空気を利用し、発電する。
【0035】図2は図1における地下の主要部を示す斜
視図であり、地下貯水池(C)7の上面は取排水口
(A)2から800m下に配設され、地下貯水池(C)
7下部には発電所(B)のポンプと水車発電機を組合せ
たポンプ水車発電機5が設けられ、貯水池(C)7から
水を揚水し、又、上部の調整池1からの水で発電を行の
水を貯水池(C)7へ流入させることができるようにな
っている。
視図であり、地下貯水池(C)7の上面は取排水口
(A)2から800m下に配設され、地下貯水池(C)
7下部には発電所(B)のポンプと水車発電機を組合せ
たポンプ水車発電機5が設けられ、貯水池(C)7から
水を揚水し、又、上部の調整池1からの水で発電を行の
水を貯水池(C)7へ流入させることができるようにな
っている。
【0036】上記構成の圧縮空気貯蔵発電システムにお
いて、水を揚水する場合には、まず切換え弁12の大気
側と空気タービン13側とを連通させ、切換え弁15の
サイレンサ16側を閉じ、かつ開閉弁11を開いてお
く。この状態でポンプ水車発電機5をポンプとして駆動
し、地下貯水池7の水タンク部7a内の水を配管6,
4,3を通って取排水口2から地上の調整池1へ揚水す
る。この時には水タンク部7aの水位は低下してゆくの
で空気圧縮部7b内へは、切換え弁12より大気からの
空気が、空気タービン13、配管17、配管10、開閉
弁11を通って吸い込まれ、矢印で図示するように配管
8を通って空気圧縮部7b内へ流入する。この大気から
吸い込まれた空気により空気タービン13が駆動され、
発電機14を回転させ、電力が得られる。
いて、水を揚水する場合には、まず切換え弁12の大気
側と空気タービン13側とを連通させ、切換え弁15の
サイレンサ16側を閉じ、かつ開閉弁11を開いてお
く。この状態でポンプ水車発電機5をポンプとして駆動
し、地下貯水池7の水タンク部7a内の水を配管6,
4,3を通って取排水口2から地上の調整池1へ揚水す
る。この時には水タンク部7aの水位は低下してゆくの
で空気圧縮部7b内へは、切換え弁12より大気からの
空気が、空気タービン13、配管17、配管10、開閉
弁11を通って吸い込まれ、矢印で図示するように配管
8を通って空気圧縮部7b内へ流入する。この大気から
吸い込まれた空気により空気タービン13が駆動され、
発電機14を回転させ、電力が得られる。
【0037】地上の調整池1の揚水を利用する時には、
まず、開閉弁11を閉じ、切換え弁12の下側も閉じて
おき、調整池1から水を取排水口2を通り、配管3内へ
落下させ、配管4を通り、ポンプ水車発電機5を水車発
電機として駆動して発電を行い、配管6を通って水を地
下貯水池7に導く。
まず、開閉弁11を閉じ、切換え弁12の下側も閉じて
おき、調整池1から水を取排水口2を通り、配管3内へ
落下させ、配管4を通り、ポンプ水車発電機5を水車発
電機として駆動して発電を行い、配管6を通って水を地
下貯水池7に導く。
【0038】地下貯水池7では水が水タンク部7aに流
入し、上面のレベル以上に水位が上昇すると、圧縮領域
(空気圧縮部)7b内の空気が圧縮され、その圧縮空気
はタ20に貯蔵され、タンク20からCAES発電プラ
ント21に導き、発電に供される。
入し、上面のレベル以上に水位が上昇すると、圧縮領域
(空気圧縮部)7b内の空気が圧縮され、その圧縮空気
はタ20に貯蔵され、タンク20からCAES発電プラ
ント21に導き、発電に供される。
【0039】又、開閉弁11は閉じて、切換え弁12を
空気タービン13と連通するように切換え、かつ切換え
弁15もサイレンサ16と連通させると、圧縮空気を配
管9、切換え弁12、空気タービン13、サイレンサ1
6を通って大気へ流出させることができる。この場合も
圧縮空気を利用して空気タービン13を駆動し、発電機
14を回して発電することができる。
空気タービン13と連通するように切換え、かつ切換え
弁15もサイレンサ16と連通させると、圧縮空気を配
管9、切換え弁12、空気タービン13、サイレンサ1
6を通って大気へ流出させることができる。この場合も
圧縮空気を利用して空気タービン13を駆動し、発電機
14を回して発電することができる。
【0040】上記に説明の実施の第1形態によれば、ポ
ンプ水車発電機5をポンプとして駆動して上部の調整池
1へ地下貯水池7から揚水する場合に発生する空気流に
より空気タービン13が駆動され、発電機14を回して
発電を行うことができる。又、この空気タービン13は
圧縮空気を利用しても駆動することができるので、ポン
プ水車発電機5とCAES発電プラント21とを組合せ
を複合発電システムにおいて従来利用されていなかった
気流も利用し、エネルギーの有効活用が図れるものであ
る。空気タンク20は地上に(図3)に置かず(D)
の上部空気溜りをタンク(図3)に兼用しても良い。
ンプ水車発電機5をポンプとして駆動して上部の調整池
1へ地下貯水池7から揚水する場合に発生する空気流に
より空気タービン13が駆動され、発電機14を回して
発電を行うことができる。又、この空気タービン13は
圧縮空気を利用しても駆動することができるので、ポン
プ水車発電機5とCAES発電プラント21とを組合せ
を複合発電システムにおいて従来利用されていなかった
気流も利用し、エネルギーの有効活用が図れるものであ
る。空気タンク20は地上に(図3)に置かず(D)
の上部空気溜りをタンク(図3)に兼用しても良い。
【0041】図3は本発明の実施の第2形態に係る圧縮
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。図におい
て、本実施の第2形態では、図1に示す実施の第1形態
に係る構成に揚水P/S用の圧力タンク22、配管2
3、開閉弁24を設けたもので、その他の構成は図2と
同じである。本実施の第2形態においては、圧縮空気部
7bの圧縮空気を開閉弁24を開き、配管23から圧力
タンク22へ貯蔵しておき発電所(B)内のポンプ水車
発電機や、補機用の駆動に利用するようにしたものであ
る。従って図1に示すシステムのポンプ水車発電機5利
用が便利となるものである。
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。図におい
て、本実施の第2形態では、図1に示す実施の第1形態
に係る構成に揚水P/S用の圧力タンク22、配管2
3、開閉弁24を設けたもので、その他の構成は図2と
同じである。本実施の第2形態においては、圧縮空気部
7bの圧縮空気を開閉弁24を開き、配管23から圧力
タンク22へ貯蔵しておき発電所(B)内のポンプ水車
発電機や、補機用の駆動に利用するようにしたものであ
る。従って図1に示すシステムのポンプ水車発電機5利
用が便利となるものである。
【0042】図4は本発明の実施の第3形態に係る圧縮
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
3形態では、図1に示す実施の第1形態に係る構成にバ
イパス管25を付加したものであり、その他は図1と同
じ構成である。本実施の第3形態においては、発電所
(B)のポンプ水車発電機5を使用しない場合には、バ
イパス管25aを開き、調整池1からの水をバイパス管
25より地下貯水池(C)7水を直接送ることができる
もので、21のCASE発電で空気を使用しているとき
の(D)への流入水はこの流路を用いる。その他の構成
は図1と同じである。 図5は本発明の実施の第4形態
に係る圧縮空気貯蔵複合発電システムの構成図である。
図5において、本実施の第4形態は、図12に示す従来
のシステムにおいて鉄鋼製タンクを水中に連通する岩盤
内に設け、この岩盤内で発生する水流を有効利用するよ
うにしたものである。従って、符号200,202乃至
208,210,211は図12に示す従来例と同じも
のであり、詳しい説明は省略し、そのまま引用して説明
するが、本発明の特徴部分は符号30乃至33で示す部
分にあり、以下にこれらの部分を中心に詳しく説明す
る。
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
3形態では、図1に示す実施の第1形態に係る構成にバ
イパス管25を付加したものであり、その他は図1と同
じ構成である。本実施の第3形態においては、発電所
(B)のポンプ水車発電機5を使用しない場合には、バ
イパス管25aを開き、調整池1からの水をバイパス管
25より地下貯水池(C)7水を直接送ることができる
もので、21のCASE発電で空気を使用しているとき
の(D)への流入水はこの流路を用いる。その他の構成
は図1と同じである。 図5は本発明の実施の第4形態
に係る圧縮空気貯蔵複合発電システムの構成図である。
図5において、本実施の第4形態は、図12に示す従来
のシステムにおいて鉄鋼製タンクを水中に連通する岩盤
内に設け、この岩盤内で発生する水流を有効利用するよ
うにしたものである。従って、符号200,202乃至
208,210,211は図12に示す従来例と同じも
のであり、詳しい説明は省略し、そのまま引用して説明
するが、本発明の特徴部分は符号30乃至33で示す部
分にあり、以下にこれらの部分を中心に詳しく説明す
る。
【0043】図5において、岩盤30の水面下には岩盤
内空洞31が掘削され、この空洞31は岩盤内流路32
と接続し、水中に連通している。流路32の水中への出
口近辺には水車発電機32が設けられている。岩盤内空
洞31内には鉄鋼製タンク200が支持部202により
支持されて多数配設されており、従来例と同じように水
面204からL=400m程度に空気溜り211が位置
するように設置されている。
内空洞31が掘削され、この空洞31は岩盤内流路32
と接続し、水中に連通している。流路32の水中への出
口近辺には水車発電機32が設けられている。岩盤内空
洞31内には鉄鋼製タンク200が支持部202により
支持されて多数配設されており、従来例と同じように水
面204からL=400m程度に空気溜り211が位置
するように設置されている。
【0044】上記構成の実施の第4形態において、圧縮
機Cを電動機Mで駆動して空気冷却器206でその圧縮
で生ずる熱を回収し、圧縮された空気は切換え弁205
を経由して空気管203を通り、鉄鋼製タンク200内
の空気溜り211内へ貯蔵される。この時内部の水21
0は導入する空気により図示してない穴よりタンク外へ
押し出されて流出すると共に、水圧がかかることから空
気溜り211内で空気が圧縮されたままの圧力で保持さ
れる。
機Cを電動機Mで駆動して空気冷却器206でその圧縮
で生ずる熱を回収し、圧縮された空気は切換え弁205
を経由して空気管203を通り、鉄鋼製タンク200内
の空気溜り211内へ貯蔵される。この時内部の水21
0は導入する空気により図示してない穴よりタンク外へ
押し出されて流出すると共に、水圧がかかることから空
気溜り211内で空気が圧縮されたままの圧力で保持さ
れる。
【0045】圧縮した空気を使用する場合には、切換え
弁205を切換えて鉄鋼製タンク200内の空気溜り2
11からの空気を空気管203を通って再熱器207へ
導き、ガスタービンTの排熱で加熱された後、燃焼器C
Cへ導き、燃料と共に燃焼させて高温燃焼ガスとしてガ
スタービンTに導き、発電機を回して電力を得る。ガス
タービンTの排ガスは再熱器207へ導かれ、燃焼器C
Cへ流入する空気に排熱を与え、煙突208より大気へ
放出される。
弁205を切換えて鉄鋼製タンク200内の空気溜り2
11からの空気を空気管203を通って再熱器207へ
導き、ガスタービンTの排熱で加熱された後、燃焼器C
Cへ導き、燃料と共に燃焼させて高温燃焼ガスとしてガ
スタービンTに導き、発電機を回して電力を得る。ガス
タービンTの排ガスは再熱器207へ導かれ、燃焼器C
Cへ流入する空気に排熱を与え、煙突208より大気へ
放出される。
【0046】この過程において、まず空気を圧縮機Cか
ら鉄鋼製タンク200内の空気溜り211へ導入し、圧
縮する場合には、空気の導入によりタンク200内の水
210が外部へ押し出され、この押し出された水は岩盤
内流路32内から水流となって流出する。この水流は実
線の矢印で示すように水車発電機33を駆動するので、
発電がなされ、圧縮過程で生ずる水流がエネルギーとし
て有効利用される。
ら鉄鋼製タンク200内の空気溜り211へ導入し、圧
縮する場合には、空気の導入によりタンク200内の水
210が外部へ押し出され、この押し出された水は岩盤
内流路32内から水流となって流出する。この水流は実
線の矢印で示すように水車発電機33を駆動するので、
発電がなされ、圧縮過程で生ずる水流がエネルギーとし
て有効利用される。
【0047】更に、圧縮空気を利用する場合には、タン
ク200内の空気溜り211内から空気が流出すると水
210は水位が上昇し、その分外部からタンク内に水が
流入する。この流入する水は岩盤内流路32の入口から
図中点線の矢印で示すように、水流となって流入するの
で、この水流で発電機33が駆動され、電力が得られ、
圧縮空気でガスタービンTを駆動すると共に、発電機3
3でも電力が得られる。
ク200内の空気溜り211内から空気が流出すると水
210は水位が上昇し、その分外部からタンク内に水が
流入する。この流入する水は岩盤内流路32の入口から
図中点線の矢印で示すように、水流となって流入するの
で、この水流で発電機33が駆動され、電力が得られ、
圧縮空気でガスタービンTを駆動すると共に、発電機3
3でも電力が得られる。
【0048】以上説明の実施の第5形態においては、地
下に水中と連通する岩盤内空洞31を設け、鉄鋼製タン
ク200を空洞31内に設置し、圧縮空気を貯蔵し、こ
の圧縮空気を作り、利用する過程において発生する水流
を電力として取り出し、有効利用することができる。
下に水中と連通する岩盤内空洞31を設け、鉄鋼製タン
ク200を空洞31内に設置し、圧縮空気を貯蔵し、こ
の圧縮空気を作り、利用する過程において発生する水流
を電力として取り出し、有効利用することができる。
【0049】図6は本発明の実施の第5形態に係る圧縮
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
5形態の特徴は、図5の実施の第4形態において符号3
4乃至36で示す部分にあり、水車発電機33の補機の
駆動用に鉄鋼製タンク200内の圧縮空気を利用するよ
うにしたものであり、その他の構成は図5の第4形態と
同じである。
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
5形態の特徴は、図5の実施の第4形態において符号3
4乃至36で示す部分にあり、水車発電機33の補機の
駆動用に鉄鋼製タンク200内の圧縮空気を利用するよ
うにしたものであり、その他の構成は図5の第4形態と
同じである。
【0050】図6において、鉄鋼製タンク200内の空
気溜り211内の圧縮空気の一部は開閉弁34aを開け
ることにより圧力タンク34に貯蔵され、その圧縮空気
はモータ35を駆動して岩盤内流路32内に設けられた
流量調整翼の角度を調整することができる。流量調整翼
36は水車発電機33の直前に配置され、岩盤内流路に
出入する水流を調整し、水車発電機33の回転数を調整
することができるので、図5に示す実施の第4形態にお
ける水車発電機33の機能が向上する。その他の構造、
作用については図5のものと同じであるので説明は省略
する。
気溜り211内の圧縮空気の一部は開閉弁34aを開け
ることにより圧力タンク34に貯蔵され、その圧縮空気
はモータ35を駆動して岩盤内流路32内に設けられた
流量調整翼の角度を調整することができる。流量調整翼
36は水車発電機33の直前に配置され、岩盤内流路に
出入する水流を調整し、水車発電機33の回転数を調整
することができるので、図5に示す実施の第4形態にお
ける水車発電機33の機能が向上する。その他の構造、
作用については図5のものと同じであるので説明は省略
する。
【0051】図7は本発明の実施の第6形態に係る圧縮
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
6形態の特徴は、図5の実施の第4形態において、水車
発電機33を取除き、その代り符号37で示す流水路
と、流路切換弁Vを設けた構成にあり、その他は図5に
示す実施の第4形態と同じである。
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
6形態の特徴は、図5の実施の第4形態において、水車
発電機33を取除き、その代り符号37で示す流水路
と、流路切換弁Vを設けた構成にあり、その他は図5に
示す実施の第4形態と同じである。
【0052】図7において、岩盤内流路32の水流がa
方向の場合には、流路切換弁Vは図示のように海底側を
閉じるように作動し、流水路37と岩盤内流路32とを
連通させる。このような状態で配管203の空気がa方
向に流入し、流路32内の水流もa方向に発生すると、
その水流は流水路37を通り、地上に伝達され、地上に
おいて、その水流のエネルギーが利用される。
方向の場合には、流路切換弁Vは図示のように海底側を
閉じるように作動し、流水路37と岩盤内流路32とを
連通させる。このような状態で配管203の空気がa方
向に流入し、流路32内の水流もa方向に発生すると、
その水流は流水路37を通り、地上に伝達され、地上に
おいて、その水流のエネルギーが利用される。
【0053】配管203の空気流がb方向の場合には、
岩盤内流路32の水流もb方向に発生し、この場合に
は、流路切換弁Vは流水路37を閉じ、岩盤内流路32
を海底に連通させるように作動する。この場合には海底
より取水がなされ、海水を鉄鋼製タンク200に取入れ
ることができる。その他の基本的な構成、作用は図5に
示す実施の第4形態と同じであるので説明を省略する。
本実施の第6形態によれば、図5に示すように、岩盤内
流路32に水車発電機33を装備する代りに、流水路3
7と流路切換弁Vを設ける簡単な構成で、発生する水流
aを地上において利用することができる。
岩盤内流路32の水流もb方向に発生し、この場合に
は、流路切換弁Vは流水路37を閉じ、岩盤内流路32
を海底に連通させるように作動する。この場合には海底
より取水がなされ、海水を鉄鋼製タンク200に取入れ
ることができる。その他の基本的な構成、作用は図5に
示す実施の第4形態と同じであるので説明を省略する。
本実施の第6形態によれば、図5に示すように、岩盤内
流路32に水車発電機33を装備する代りに、流水路3
7と流路切換弁Vを設ける簡単な構成で、発生する水流
aを地上において利用することができる。
【0054】図8は本発明の実施の第7形態に係る圧縮
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
7形態の特徴は、符号38a,38b及びVで示す部分
にあり、図7の実施の第6形態と比べると、図7ではa
方向の水流のみを地上において利用するようにしている
が、本図8においては、b方向の水流を地上で利用する
ようにしたものである。その他の構成、作用は図5に示
す実施の第4形態のものと同じである。Vを常に閉じて
おけば水流は逆方向となるが、a方向の水流も地上で利
用できる。
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
7形態の特徴は、符号38a,38b及びVで示す部分
にあり、図7の実施の第6形態と比べると、図7ではa
方向の水流のみを地上において利用するようにしている
が、本図8においては、b方向の水流を地上で利用する
ようにしたものである。その他の構成、作用は図5に示
す実施の第4形態のものと同じである。Vを常に閉じて
おけば水流は逆方向となるが、a方向の水流も地上で利
用できる。
【0055】図8において、岩盤内流路32にa方向の
水流が発生すると、流路切換弁Vは海底側へ開き、岩盤
内流路32を海底へ連通させ、配管203内のa方向の
空気流により発生する流路32内の水流aを海底へ流出
させる。又、岩盤内流路32内にb方向の水流が発生す
ると、流路切換弁Vは閉じ、岩盤内流路32と流水路3
8a,38bとを連通させる。このような状態で、海底
からの水は流水路38aに流入し、地上においてその水
流の一部が利用され、水流bは流水路38aを通り、岩
盤内流路32から鉄鋼製タンク200内へ流入する。そ
の他の構成、作用は図5に示す実施の第4形態と同じで
あるので説明は省略する。
水流が発生すると、流路切換弁Vは海底側へ開き、岩盤
内流路32を海底へ連通させ、配管203内のa方向の
空気流により発生する流路32内の水流aを海底へ流出
させる。又、岩盤内流路32内にb方向の水流が発生す
ると、流路切換弁Vは閉じ、岩盤内流路32と流水路3
8a,38bとを連通させる。このような状態で、海底
からの水は流水路38aに流入し、地上においてその水
流の一部が利用され、水流bは流水路38aを通り、岩
盤内流路32から鉄鋼製タンク200内へ流入する。そ
の他の構成、作用は図5に示す実施の第4形態と同じで
あるので説明は省略する。
【0056】図9は本発明の実施の第8形態に係る圧縮
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
8形態の特徴は、符号38a,38b,39,V及びV
2で示す部分にあり、図7,図8の実施の第6,第7形
態と比べると、図7ではa方向、図8ではb方向の水流
をそれぞれ地上において利用するようにしているが、本
図9においては、a方向,b方向の両方向の水流を利用
できるようにしたものである。
空気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第
8形態の特徴は、符号38a,38b,39,V及びV
2で示す部分にあり、図7,図8の実施の第6,第7形
態と比べると、図7ではa方向、図8ではb方向の水流
をそれぞれ地上において利用するようにしているが、本
図9においては、a方向,b方向の両方向の水流を利用
できるようにしたものである。
【0057】図9において、岩盤内流路32内にa方向
の水流が発生すると、流路切換弁Vが流水路38a側を
閉じて岩盤内流路32と流水路39とを連通させる。こ
の時放水制御弁V2は閉じておけば、水流aは流水路3
9より地上に向って流れ、地上においてその水流が利用
できる。又、放水制御弁V2を開放すれば水流aは海底
へ流出する。
の水流が発生すると、流路切換弁Vが流水路38a側を
閉じて岩盤内流路32と流水路39とを連通させる。こ
の時放水制御弁V2は閉じておけば、水流aは流水路3
9より地上に向って流れ、地上においてその水流が利用
できる。又、放水制御弁V2を開放すれば水流aは海底
へ流出する。
【0058】岩盤内流路32内に水流bが発生すると、
流路切換弁Vが作動して岩盤内流路32と流水路38a
とを連通させる。この時の水流bは海底より流水路38
bを通り地上に向って流れるか、弁V2を開けて水流b
を地上において利用することができ、その水流bは流水
路38bから岩盤内流路32に流入し、タンク200内
の水位を上昇させる。その他の構成、作用は図5に示す
実施の第4形態と同じであるので説明は省略する。
流路切換弁Vが作動して岩盤内流路32と流水路38a
とを連通させる。この時の水流bは海底より流水路38
bを通り地上に向って流れるか、弁V2を開けて水流b
を地上において利用することができ、その水流bは流水
路38bから岩盤内流路32に流入し、タンク200内
の水位を上昇させる。その他の構成、作用は図5に示す
実施の第4形態と同じであるので説明は省略する。
【0059】図10は本発明の実施の第9形態の圧縮空
気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第9
形態においては、図12に示す従来のシステムに、配管
40,41、タンク42を設け、更に配管43と気水分
離タンク(SEP)44を設けた構成としている。圧縮
機C、ガスタービンT、燃焼器CC、及び符号203〜
208の構成は図12に示す従来例と同じである。
気貯蔵複合発電システムの構成図である。本実施の第9
形態においては、図12に示す従来のシステムに、配管
40,41、タンク42を設け、更に配管43と気水分
離タンク(SEP)44を設けた構成としている。圧縮
機C、ガスタービンT、燃焼器CC、及び符号203〜
208の構成は図12に示す従来例と同じである。
【0060】図10において、鉄鋼タンク200のう
ち、Aは下端閉止容器、Bは下端開放容器であり、中央
のタンクBの周囲は収納容器Cにより完全に覆われてお
り、収納容器C内と配管41とは連通し、配管41は水
面でタンク(CA)42に接続している。又、タンク
(CA)42からは配管40が水中に伸びて開放してい
る。他のタンクA,Bはクッションタンク又は空気貯蔵
タンクとして用いられる。弁Vと水流の関係は図8と同
じであるがa方向を図示している。
ち、Aは下端閉止容器、Bは下端開放容器であり、中央
のタンクBの周囲は収納容器Cにより完全に覆われてお
り、収納容器C内と配管41とは連通し、配管41は水
面でタンク(CA)42に接続している。又、タンク
(CA)42からは配管40が水中に伸びて開放してい
る。他のタンクA,Bはクッションタンク又は空気貯蔵
タンクとして用いられる。弁Vと水流の関係は図8と同
じであるがa方向を図示している。
【0061】海底の鉄鋼製タンク200のうち、タンク
A近辺からは配管43が水面に向けて立設されており、
地上の気水分離タンク(SEP)45へ接続されてい
る。タンクAの空気溜り211からは、制御弁VAと配
管44を介してエアリフトノズルNが接続され、ノズル
Nは配管43の海水の開放端より配管43内に挿入され
ている。又、気水分離タンク(SEP)45にはエアタ
ービンTが接続され、空気により発電機を廻す構成とな
っている。
A近辺からは配管43が水面に向けて立設されており、
地上の気水分離タンク(SEP)45へ接続されてい
る。タンクAの空気溜り211からは、制御弁VAと配
管44を介してエアリフトノズルNが接続され、ノズル
Nは配管43の海水の開放端より配管43内に挿入され
ている。又、気水分離タンク(SEP)45にはエアタ
ービンTが接続され、空気により発電機を廻す構成とな
っている。
【0062】上記構成の実施の第9形態において、配管
203からの空気流aは、各タンク200の空気溜り2
11内への空気となり、タンクB内の水を配管41内へ
押しし、水流aは流路切換弁Vを閉じてタンク(CA)
42へ送水する。配管203からの空気流bはタンク2
00内の空気溜り211から圧縮空気を取出すので、タ
ンク内の水位は上昇する。この時も流路切換弁Vは海底
との連通を閉じておくと、タンク内には配管41を通
り、タンク(CA)42を経由して配管40の水中から
水流bを取込む。この時に配管41内の下降流が強いと
タンク(CA)42内が負圧となり、配管40からの水
流bの吸込みが強くなる。この時の水流bもタンク(C
A)42内から地上で利用することができる。
203からの空気流aは、各タンク200の空気溜り2
11内への空気となり、タンクB内の水を配管41内へ
押しし、水流aは流路切換弁Vを閉じてタンク(CA)
42へ送水する。配管203からの空気流bはタンク2
00内の空気溜り211から圧縮空気を取出すので、タ
ンク内の水位は上昇する。この時も流路切換弁Vは海底
との連通を閉じておくと、タンク内には配管41を通
り、タンク(CA)42を経由して配管40の水中から
水流bを取込む。この時に配管41内の下降流が強いと
タンク(CA)42内が負圧となり、配管40からの水
流bの吸込みが強くなる。この時の水流bもタンク(C
A)42内から地上で利用することができる。
【0063】又、タンクAの近辺に生ずる伴流水Wは配
管43を伝わり、地上の気水分離タンク(SEP)45
へ流入し、タンク45が加圧されるので流入した水流は
地上の設備で利用される。更にタンクAの空気溜り21
1内の圧縮空気は制御弁VAから配管44を介してエア
リフトノズルNから配管43内へ導かれ、気水分離タン
ク(SEP)45で水と分離し、エアタービンTを回転
させ、動力として回収される。
管43を伝わり、地上の気水分離タンク(SEP)45
へ流入し、タンク45が加圧されるので流入した水流は
地上の設備で利用される。更にタンクAの空気溜り21
1内の圧縮空気は制御弁VAから配管44を介してエア
リフトノズルNから配管43内へ導かれ、気水分離タン
ク(SEP)45で水と分離し、エアタービンTを回転
させ、動力として回収される。
【0064】このように本実施の第10形態において
は、図13に示す従来の圧縮空気貯蔵複合発電システム
に加えて、海底タンク200から流出入する水流を利用
し、又水流の利用に伴いタンク200内の空気溜り21
1内の圧縮空気一部を利用してエアタービンTで動力を
回収するようにしたので、気流や水流が有効利用される
ものである。
は、図13に示す従来の圧縮空気貯蔵複合発電システム
に加えて、海底タンク200から流出入する水流を利用
し、又水流の利用に伴いタンク200内の空気溜り21
1内の圧縮空気一部を利用してエアタービンTで動力を
回収するようにしたので、気流や水流が有効利用される
ものである。
【0065】
【発明の効果】本発明の圧縮空気貯蔵複合発電システム
は、(1)上部調整池と、上部に空気溜りを有する密閉
構造の下部調整池と、前記上部調整池と前記下部調整池
との間に接続され、前記下部調整池から前記上部調整池
へ揚水すると共に、前記上部調整池から下部調整池へ落
下する水により発電を行うポンプ水車発電機と、前記下
部調整池の空気溜りで圧縮された空気を利用して発電を
行う発電設備とを有してなる発電システムにおいて、前
記下部調整池から前記上部調整池への揚水時に、大気か
ら前記下部調整池へ吸い込まれる空気流により駆動され
る空気タービンを設けたことを基本的な構成としてい
る。このようなシステムにより、ポンプ水車発電機をポ
ンプとして作動させ、下部調整池から上部調整池へ揚水
を行っている時には、大気より吸い込まれる空気は空気
タービンを通り、タービンを駆動して下部調整池の空気
溜りに流入する。従って、従来利用されていなかった、
この吸込空気流を利用して発電を行うことができる。
又、上部調整池から下部調整池へ落下する水によりポン
プ水車発電機を発電機として駆動している場合には、下
部調整池へ流入する水により上部の空気溜りの空気を圧
縮し、圧縮空気を貯蔵することができ、この圧縮空気は
発電設備に供給され、本来の発電がなされる。
は、(1)上部調整池と、上部に空気溜りを有する密閉
構造の下部調整池と、前記上部調整池と前記下部調整池
との間に接続され、前記下部調整池から前記上部調整池
へ揚水すると共に、前記上部調整池から下部調整池へ落
下する水により発電を行うポンプ水車発電機と、前記下
部調整池の空気溜りで圧縮された空気を利用して発電を
行う発電設備とを有してなる発電システムにおいて、前
記下部調整池から前記上部調整池への揚水時に、大気か
ら前記下部調整池へ吸い込まれる空気流により駆動され
る空気タービンを設けたことを基本的な構成としてい
る。このようなシステムにより、ポンプ水車発電機をポ
ンプとして作動させ、下部調整池から上部調整池へ揚水
を行っている時には、大気より吸い込まれる空気は空気
タービンを通り、タービンを駆動して下部調整池の空気
溜りに流入する。従って、従来利用されていなかった、
この吸込空気流を利用して発電を行うことができる。
又、上部調整池から下部調整池へ落下する水によりポン
プ水車発電機を発電機として駆動している場合には、下
部調整池へ流入する水により上部の空気溜りの空気を圧
縮し、圧縮空気を貯蔵することができ、この圧縮空気は
発電設備に供給され、本来の発電がなされる。
【0066】本発明の(2)では、圧縮空気を発電設備
で利用している時でも、又、発電設備で圧縮空気を利用
していない場合でも、圧縮空気を、例えば弁により切換
えて空気タービンに送り、空気タービンを駆動して発電
を行うことができるので、システムの応用範囲が広が
る。
で利用している時でも、又、発電設備で圧縮空気を利用
していない場合でも、圧縮空気を、例えば弁により切換
えて空気タービンに送り、空気タービンを駆動して発電
を行うことができるので、システムの応用範囲が広が
る。
【0067】本発明の(3)では、圧力タンクからの空
気でポンプ水車発電機の補機類が駆動され、又、(4)
の発明では、バイパス流路が設けられているのでポンプ
水車発電機が駆動してない時には、上部調整池の水を開
閉弁を開けることにより下部調整池へ直接水圧をかける
ことができ、ポンプ水車が流路抵抗となることを避ける
ことができる。これら(3),(4)の発明により、
(1)の発明における下部調整池の貯水を有効利用する
ことができる。
気でポンプ水車発電機の補機類が駆動され、又、(4)
の発明では、バイパス流路が設けられているのでポンプ
水車発電機が駆動してない時には、上部調整池の水を開
閉弁を開けることにより下部調整池へ直接水圧をかける
ことができ、ポンプ水車が流路抵抗となることを避ける
ことができる。これら(3),(4)の発明により、
(1)の発明における下部調整池の貯水を有効利用する
ことができる。
【0068】本発明の(6)は、上部に空気溜りを設け
て水中に設置され、下部の水が水中と連通するように形
成されたタンクと、同タンクの空気溜りに空気を送る圧
縮機と、前記タンクの空気溜りに貯蔵された圧縮空気を
利用し発電を行う発電設備とを有する発電システムにお
いて、前記タンクは水中の岩盤内空洞に設置され、同空
洞には水中に連通する流路を設け、同流路には流路の水
流により駆動する発電機を設けたことを特徴としてい
る。又、(7)では上記(6)の発明において、前記発
電機は前記タンク内の空気溜りに空気を送っている時
と、同空気溜りからの圧縮空気を前記発電設備で利用し
ている時のいずれも発電を行うことができる構成として
いる。このようなシステムにより、圧縮機で水中のタン
クに空気を送っている時のみならず、タンク内の圧縮空
気を取り出し、地上の発電設備で利用し、発電を行って
いる時のいずれでも、岩盤の流路に設置した発電機によ
り流路に生ずる水流により発電がなされるので、従来そ
のまま放置されていた水流を有効利用することができ
る。
て水中に設置され、下部の水が水中と連通するように形
成されたタンクと、同タンクの空気溜りに空気を送る圧
縮機と、前記タンクの空気溜りに貯蔵された圧縮空気を
利用し発電を行う発電設備とを有する発電システムにお
いて、前記タンクは水中の岩盤内空洞に設置され、同空
洞には水中に連通する流路を設け、同流路には流路の水
流により駆動する発電機を設けたことを特徴としてい
る。又、(7)では上記(6)の発明において、前記発
電機は前記タンク内の空気溜りに空気を送っている時
と、同空気溜りからの圧縮空気を前記発電設備で利用し
ている時のいずれも発電を行うことができる構成として
いる。このようなシステムにより、圧縮機で水中のタン
クに空気を送っている時のみならず、タンク内の圧縮空
気を取り出し、地上の発電設備で利用し、発電を行って
いる時のいずれでも、岩盤の流路に設置した発電機によ
り流路に生ずる水流により発電がなされるので、従来そ
のまま放置されていた水流を有効利用することができ
る。
【0069】本発明の(8)では、水中のタンクの空気
溜りからの空気を一部圧力タンクの加圧用に貯蔵してお
き、加圧水でサーボモータを作動させ、水中の発電機の
流量調整翼の角度を調整して発電機に流出/入する水流
を調節できるので発電機の出力調節が容易となる。
溜りからの空気を一部圧力タンクの加圧用に貯蔵してお
き、加圧水でサーボモータを作動させ、水中の発電機の
流量調整翼の角度を調整して発電機に流出/入する水流
を調節できるので発電機の出力調節が容易となる。
【0070】本発明の(9)では、流路切換弁を閉じて
岩盤内流路から流出する変動水を変動水流路により水面
まで導き、この変動水を地上の設備で使用することがで
きる。又、タンク内の圧縮空気を利用している際に生ず
る変動水は逆方向の水流となる。流路切換弁を水底側へ
開くと岩盤内の流路から水中へ出入りする。又、(1
0)の発明では、上記(9)の構成に加え、更に水底近
辺で開口する変動水流路からタンク内の水位の上昇に伴
う流動水流が吸込まれ、水面を通って再び水底に戻り岩
盤内の流路へ流れ、タンク内の水位を上昇させる。この
際の変動水流路の水面での流れは地上において動力とし
て利用できる。
岩盤内流路から流出する変動水を変動水流路により水面
まで導き、この変動水を地上の設備で使用することがで
きる。又、タンク内の圧縮空気を利用している際に生ず
る変動水は逆方向の水流となる。流路切換弁を水底側へ
開くと岩盤内の流路から水中へ出入りする。又、(1
0)の発明では、上記(9)の構成に加え、更に水底近
辺で開口する変動水流路からタンク内の水位の上昇に伴
う流動水流が吸込まれ、水面を通って再び水底に戻り岩
盤内の流路へ流れ、タンク内の水位を上昇させる。この
際の変動水流路の水面での流れは地上において動力とし
て利用できる。
【0071】又、(11)の発明では、(10)の発明
の構成に加え、更に上昇変動水流路が設けられているの
で、タンク内へ圧縮空気を送っている時のタンク内水位
の下降による流水の変動、タンク内の圧縮空気を取出し
ている時のタンク内水位の上昇による流水の変動の両方
の変動水の流れが水面に伝えられ、これら両方の流水が
利用できる。循環流としているので地上では必要な水量
のみを使用すれば良い。
の構成に加え、更に上昇変動水流路が設けられているの
で、タンク内へ圧縮空気を送っている時のタンク内水位
の下降による流水の変動、タンク内の圧縮空気を取出し
ている時のタンク内水位の上昇による流水の変動の両方
の変動水の流れが水面に伝えられ、これら両方の流水が
利用できる。循環流としているので地上では必要な水量
のみを使用すれば良い。
【0072】本発明の(12)は、上記(1)の発明の
前提となる発電システムにおいて、前記タンクは下端閉
止容器からなるタンクと下端開放容器のタンクから構成
され、前記下端開放容器のタンクの全体を密閉して覆う
収納容器と、同収納容器に連通し、水面へ向って伸びる
第1の配管と、同第1の配管に接続する水面の密閉タン
クと、同密閉タンクに一端を接続し水中に向って伸び他
端が水中で開口する第2の配管と、同第1の配管の途中
に設けられ同第1の配管を水中に開閉する流路切換弁
と、前記下端閉止容器のタンク近傍に開口し、水面に向
って伸びる第3の配管と、同第3の配管の前記水中開口
部に挿入され、前記下端閉止容器のタンクの空気溜りか
らの空気の一部を導き、気泡を発生させるエアリフトノ
ズルと、前記第3の配管に接続される地上の気水分離タ
ンクと、同気水分離タンクに接続されたエアタービンと
からなることを基本的な構成としている。このような構
成により、タンク内の水位の上昇に伴う流水は第1又は
第2の配管で供給されて水面の密閉タンク内に入り、こ
の時の密閉タンク内の水位上昇は地上の設備において利
用できる。又、第3の配管にはエアリフトノズルから下
端閉止容器のタンク内の空気の一部が気泡となって流出
し、第3の配管の水中開口部からは伴流水が吸込まれ、
上部の気水分離タンクへ導かれる。気水分離タンクで
は、この水流の変動を外部の設備で利用できると伴に、
気泡による加圧によりエアタービンが駆動される。この
ように従来の圧縮空気貯蔵発電システムのタンク内への
圧縮空気の供給や、タンクからの圧縮空気の流出に伴う
変動水を動力として有効に回収することができる。
前提となる発電システムにおいて、前記タンクは下端閉
止容器からなるタンクと下端開放容器のタンクから構成
され、前記下端開放容器のタンクの全体を密閉して覆う
収納容器と、同収納容器に連通し、水面へ向って伸びる
第1の配管と、同第1の配管に接続する水面の密閉タン
クと、同密閉タンクに一端を接続し水中に向って伸び他
端が水中で開口する第2の配管と、同第1の配管の途中
に設けられ同第1の配管を水中に開閉する流路切換弁
と、前記下端閉止容器のタンク近傍に開口し、水面に向
って伸びる第3の配管と、同第3の配管の前記水中開口
部に挿入され、前記下端閉止容器のタンクの空気溜りか
らの空気の一部を導き、気泡を発生させるエアリフトノ
ズルと、前記第3の配管に接続される地上の気水分離タ
ンクと、同気水分離タンクに接続されたエアタービンと
からなることを基本的な構成としている。このような構
成により、タンク内の水位の上昇に伴う流水は第1又は
第2の配管で供給されて水面の密閉タンク内に入り、こ
の時の密閉タンク内の水位上昇は地上の設備において利
用できる。又、第3の配管にはエアリフトノズルから下
端閉止容器のタンク内の空気の一部が気泡となって流出
し、第3の配管の水中開口部からは伴流水が吸込まれ、
上部の気水分離タンクへ導かれる。気水分離タンクで
は、この水流の変動を外部の設備で利用できると伴に、
気泡による加圧によりエアタービンが駆動される。この
ように従来の圧縮空気貯蔵発電システムのタンク内への
圧縮空気の供給や、タンクからの圧縮空気の流出に伴う
変動水を動力として有効に回収することができる。
【図1】本発明の実施の第1形態に係る圧縮空気貯蔵複
合発電システムの構成図である。
合発電システムの構成図である。
【図2】図1に示す地下貯水池と取排水口とを示す斜視
図である。
図である。
【図3】本発明の実施の第2形態に係る圧縮空気貯蔵複
合発電システムの構成図である。
合発電システムの構成図である。
【図4】本発明の実施の第3形態に係る圧縮空気貯蔵複
合発電システムの構成図である。
合発電システムの構成図である。
【図5】本発明の実施の第5形態に係る圧縮空気貯蔵複
合発電システムの構成図である。
合発電システムの構成図である。
【図6】本発明の実施の第6形態に係る圧縮空気貯蔵複
合発電システムの構成図である。
合発電システムの構成図である。
【図7】本発明の実施の第7形態に係る圧縮空気貯蔵複
合発電システムの構成図である。
合発電システムの構成図である。
【図8】本発明の実施の第8形態に係る圧縮空気貯蔵複
合発電システムの構成図である。
合発電システムの構成図である。
【図9】本発明の実施の第9形態に係る圧縮空気貯蔵複
合発電システムの構成図である。
合発電システムの構成図である。
【図10】本発明の実施の第10形態に係る圧縮空気貯
蔵複合発電システムの構成図である。
蔵複合発電システムの構成図である。
【図11】従来の揚水による圧縮空気貯蔵発電システム
の構成図である。
の構成図である。
【図12】従来の地下タンクを利用した圧縮空気貯蔵発
電システムの構成図である。
電システムの構成図である。
1 調整池 2 取排水口 3,4,6,8,9,10,17 配管 5 ポンプ水車発電機 7 地下貯水池 7a 水タンク部 7b 空気圧縮部 11 開閉弁 12,15 切換え弁 13 空気タービン 14 発電機 16 サイレンサ 20 タンク 21 CAES発電プラ
ント 22,34 圧力タンク 23,27a,27b 配管 24,26,28 開閉弁 25 バイパス弁 30 岩盤 31 岩盤内空洞 32 岩盤内流路 33 水車発電機 35 モータ 36 流量調整翼 37,38a,38b,39 流水路 40,41,43,44 配管 42 タンク 45 気水分離タンク 200 鉄鋼製タンク 210 水 211 空気溜り
ント 22,34 圧力タンク 23,27a,27b 配管 24,26,28 開閉弁 25 バイパス弁 30 岩盤 31 岩盤内空洞 32 岩盤内流路 33 水車発電機 35 モータ 36 流量調整翼 37,38a,38b,39 流水路 40,41,43,44 配管 42 タンク 45 気水分離タンク 200 鉄鋼製タンク 210 水 211 空気溜り
フロントページの続き Fターム(参考) 3H074 AA10 AA12 AA13 AA15 AA20 BB10 BB13 BB19 CC29 CC34 CC36 CC38 3H079 AA06 BB10 CC03 DD01 DD23 DD52
Claims (12)
- 【請求項1】 上部調整池と、上部に空気溜りを有する
密閉構造の下部調整池と、前記上部調整池と前記下部調
整池との間に接続され、前記下部調整池から前記上部調
整池へ揚水すると共に、前記上部調整池から下部調整池
へ落下する水により発電を行うポンプ水車発電機と、前
記下部調整池の空気溜りで圧縮された空気を利用して発
電を行う発電設備とを有してなる発電システムにおい
て、前記下部調整池から前記上部調整池への揚水時に、
大気から前記下部調整池の空気溜りへ吸込まれる空気流
により駆動される空気タービンを設けたことを特徴とす
る圧縮空気貯蔵複合発電システム。 - 【請求項2】 前記下部調整池の空気溜りに貯蔵された
圧縮空気は前記発電設備で発電に利用されると共に、前
記空気タービンも駆動可能とする請求項1記載の圧縮空
気貯蔵複合発電システム。 - 【請求項3】 前記下部調整池の空気溜りで圧縮された
空気の一部を導き貯蔵する圧力タンクが設けられ、同タ
ンクの空気により前記ポンプ水車発電機の補機を駆動可
能とすることを特徴とする請求項1記載の圧縮空気貯蔵
複合発電システム。 - 【請求項4】 前記下部調整池から前記ポンプ水車発電
機への水の流路と並行し、同流路をバイパスして前記上
部調整池と下部調整池とを連通する開閉弁を備えたバイ
パス流路を設けたことを特徴とする請求項1記載の圧縮
空気貯蔵複合発電システム。 - 【請求項5】 前記下部調整池には、貯水した水の一部
を前記発電設備のタービンに冷却水として導く系路を設
け、同タービン冷却後の水を前記上部調整池へ連通する
流路へ接続する系路を設けたことを特徴とする請求項1
記載の圧縮空気貯蔵複合発電システム。 - 【請求項6】 上部に空気溜りを設けて水中に設置さ
れ、下部の水が水中と連通するように形成されたタンク
と、同タンクの空気溜りに空気を送る圧縮機と、前記タ
ンクの空気溜りに貯蔵された圧縮空気を利用し発電を行
う発電設備とを有する発電システムにおいて、前記タン
クは水中の岩盤内空洞に設置され、同空洞には水中に連
通する流路を設け、同流路には流路の水流により駆動す
る発電機を設けたことを特徴とする圧縮空気貯蔵複合発
電システム。 - 【請求項7】 前記発電機は前記タンク内の空気溜りに
空気を送っている時と、同空気溜りからの圧縮空気を前
記発電設備で利用している時のいずれにも発電を行うこ
とを特徴とする請求項6記載の圧縮空気貯蔵複合発電シ
ステム。 - 【請求項8】 前記タンクには、空気溜りから空気の一
部を取込み貯蔵する圧力タンクを接続し、同圧力タンク
からの空気で作動するモータと、同モータで駆動される
前記発電機の流量調整翼とを備えたことを特徴とする請
求項6記載の圧縮空気貯蔵複合発電システム。 - 【請求項9】 前記岩盤内空洞に設けられた流路出口
は、地上まで伸びる変動水流路が接続され、同変動水流
路と前記空洞に連通する流路との接続部には前記空洞に
設けられた流路を水底又は前記変動水路のいずれかに連
通させる流路切換弁を設けたことを特徴とする請求項6
記載の圧縮空気貯蔵複合発電システム。 - 【請求項10】 前記変動水流路は、地上側において折
り返し、再び水中に下降して配設され、水底近辺で開口
していることを特徴とする請求項9記載の圧縮空気貯蔵
複合発電システム。 - 【請求項11】 前記岩盤内空洞に設けられた流路と前
記変動水流路との接続部には、前記流路切換弁を介して
水面に向って伸び、水面において前記変動水流路と連通
する上昇変動水流路が接続され、かつ同上昇流変動水流
路の前記流路切換弁を介した接続部には同上昇流変動水
流路と水底との間を開閉する放水制御弁を設けたことを
特徴とする請求項10記載の圧縮空気貯蔵複合発電シス
テム。 - 【請求項12】 上部に空気溜りを設けて水中に設置さ
れ、下部の水が水中と連通するように形成されたタンク
と、同タンクの空気溜りに空気を送る圧縮機と、前記タ
ンクの空気溜りに貯蔵された圧縮空気を利用し発電を行
う発電設備とを有する発電システムにおいて、前記タン
クは下端閉止容器からなるタンクと下端開放容器のタン
クから構成され、前記下端開放容器のタンクの全体を密
閉して覆う収納容器と、同収納容器に連通し、水面へ向
って伸びる第1の配管と、同第1の配管に接続する水面
の密閉タンクと、同密閉タンクに一端を接続し水中に向
って伸び他端が水中で開口する第2の配管と、同第1の
配管の途中に設けられ同第1の配管を水中に開閉する流
路切換弁と、前記下端閉止容器のタンク近傍に開口し、
水面に向って伸びる第3の配管と、同第3の配管の前記
水中開口部に挿入され、前記下端閉止容器のタンクの空
気溜りからの空気の一部を導き、気泡を発生させるエア
リフトノズルと、前記第3の配管に接続される地上の気
水分離タンクと、同気水分離タンクに接続されたエアタ
ービンとからなることを特徴とする圧縮空気貯蔵複合発
電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11161410A JP2000352371A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 圧縮空気貯蔵複合発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11161410A JP2000352371A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 圧縮空気貯蔵複合発電システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000352371A true JP2000352371A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15734573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11161410A Withdrawn JP2000352371A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 圧縮空気貯蔵複合発電システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000352371A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-06-08 JP JP11161410A patent/JP2000352371A/ja not_active Withdrawn
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2022132704A (ja) * | 2017-06-29 | 2022-09-12 | ヘンリー ケイ. オバーマイヤー, | 改良された可逆ポンプタービン敷設 |
JP7407868B2 (ja) | 2017-06-29 | 2024-01-04 | ビーエイチイー ターボマシナリー リミテッド ライアビリティ カンパニー | 改良された可逆ポンプタービン敷設 |
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JP7421814B2 (ja) | 2018-04-16 | 2024-01-25 | マゼラン アンド バレンツ, エス.エル. | 揚水エネルギー貯蔵システム及び方法 |
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WO2024051859A1 (zh) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 陈兴茂 | 一种水(液体)轮机抽排水(液体)驱动能量转化的多尺度重力储能设施与方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060905 |