JP2002021800A - 水力空気圧縮機 - Google Patents
水力空気圧縮機Info
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- JP2002021800A JP2002021800A JP2000203127A JP2000203127A JP2002021800A JP 2002021800 A JP2002021800 A JP 2002021800A JP 2000203127 A JP2000203127 A JP 2000203127A JP 2000203127 A JP2000203127 A JP 2000203127A JP 2002021800 A JP2002021800 A JP 2002021800A
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- separation tank
- air separation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 立地条件に自由度があり、圧力損失も少なく
できる水力空気圧縮機を提供する。 【解決手段】 上池１０に面した海又は湖１１の底１２
に空気分離槽１３を設け、その上池１０の水を空気と共
に空気分離槽１３に流下させるダウンカマー１４を設
け、その空気分離槽１３内の水層部１７の水を海又は湖
に排水する排水管１６を設け、その空気分離槽１３に、
その空気層部１８の圧縮空気を取り出す圧縮空気取出管
１９を接続したものである。
できる水力空気圧縮機を提供する。 【解決手段】 上池１０に面した海又は湖１１の底１２
に空気分離槽１３を設け、その上池１０の水を空気と共
に空気分離槽１３に流下させるダウンカマー１４を設
け、その空気分離槽１３内の水層部１７の水を海又は湖
に排水する排水管１６を設け、その空気分離槽１３に、
その空気層部１８の圧縮空気を取り出す圧縮空気取出管
１９を接続したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気などのエネル
ギーを用いることなく水頭差を利用して空気を圧縮する
ための水力空気圧縮機に関するものである。
ギーを用いることなく水頭差を利用して空気を圧縮する
ための水力空気圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、水頭差を利用して空気を圧縮する
水力空気圧縮機は、図２に示すように上池３０から下池
３１に放流する際に、その地中深くに空気分離槽３２を
設け、上池３０と空気分離槽３２とをダウンカマー３３
で連結し、空気分離槽３２と下池３０とをライザー管３
４で接続し、空気分離槽３２の上部に圧縮空気取出管３
５を接続して構成される。
水力空気圧縮機は、図２に示すように上池３０から下池
３１に放流する際に、その地中深くに空気分離槽３２を
設け、上池３０と空気分離槽３２とをダウンカマー３３
で連結し、空気分離槽３２と下池３０とをライザー管３
４で接続し、空気分離槽３２の上部に圧縮空気取出管３
５を接続して構成される。
【０００３】この水力空気圧縮機は、上池３０と下池３
１の水頭差Ｈｙを利用し、上池３０の水（或いは海水）
ｗを、ダウンカマー３３から空気分離槽３２に流下さ
せ、その際に、ダウンカマー３３の上端に設けた空気吸
込ノズル３６から空気を吸引して水ｗと共に空気分離槽
３２に流下させる。
１の水頭差Ｈｙを利用し、上池３０の水（或いは海水）
ｗを、ダウンカマー３３から空気分離槽３２に流下さ
せ、その際に、ダウンカマー３３の上端に設けた空気吸
込ノズル３６から空気を吸引して水ｗと共に空気分離槽
３２に流下させる。
【０００４】これにより、空気分離槽３２内では、水層
部３７と空気層部３８とに分離される。空気分離槽３２
内の圧力は、水層部３７と上池３０の高さＨａの水頭圧
に見合った圧力となり、その圧力で、水層部３７の水ｗ
をライザー管３４にて下池３１に放流する。また空気層
部３８の圧縮空気は、圧縮空気取出管３５から随時取り
出され、この圧縮空気を、ガスタービンの圧縮空気源な
どに用いている。
部３７と空気層部３８とに分離される。空気分離槽３２
内の圧力は、水層部３７と上池３０の高さＨａの水頭圧
に見合った圧力となり、その圧力で、水層部３７の水ｗ
をライザー管３４にて下池３１に放流する。また空気層
部３８の圧縮空気は、圧縮空気取出管３５から随時取り
出され、この圧縮空気を、ガスタービンの圧縮空気源な
どに用いている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、圧縮比を大
きく取るためには、空気分離槽３２を地中深くに設定す
る必要がある。例えば、圧縮比１８を得るためには、上
池と空気分離槽３２の水位差は約２００Ｍ必要で、上池
３０と下池３１の水位差は約２０Ｍ必要であり、この水
頭２０Ｍの約１／３はライザー管での圧力損失となる。
きく取るためには、空気分離槽３２を地中深くに設定す
る必要がある。例えば、圧縮比１８を得るためには、上
池と空気分離槽３２の水位差は約２００Ｍ必要で、上池
３０と下池３１の水位差は約２０Ｍ必要であり、この水
頭２０Ｍの約１／３はライザー管での圧力損失となる。
【０００６】このように、上池３０と下池３１の水位差
があり、しかも地中深くに空気分離槽３２を設置するた
め、鉱山跡など特殊な立地条件のある場所に限られてし
まう問題があると共にライザー管３４の圧力損失も無視
できない問題がある。
があり、しかも地中深くに空気分離槽３２を設置するた
め、鉱山跡など特殊な立地条件のある場所に限られてし
まう問題があると共にライザー管３４の圧力損失も無視
できない問題がある。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、立地条件に自由度があり、圧力損失も少なくできる
水力空気圧縮機を提供することにある。
し、立地条件に自由度があり、圧力損失も少なくできる
水力空気圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、上池に面した海又は湖の底に空
気分離槽を設け、その上池の水を空気と共に空気分離槽
に流下させるダウンカマーを設け、その空気分離槽内の
水層部の水を海又は湖に排水する排水管を設け、その空
気分離槽に、その空気層部の圧縮空気を取り出す圧縮空
気取出管を接続した水力空気圧縮機である。
に、請求項１の発明は、上池に面した海又は湖の底に空
気分離槽を設け、その上池の水を空気と共に空気分離槽
に流下させるダウンカマーを設け、その空気分離槽内の
水層部の水を海又は湖に排水する排水管を設け、その空
気分離槽に、その空気層部の圧縮空気を取り出す圧縮空
気取出管を接続した水力空気圧縮機である。
【０００９】請求項２の発明は、ダウンカマーの上端
が、上池の水面よりやや低い位置になるように設けら
れ、その上端に空気吸込ノズルが設けられ、ダウンカマ
ーの下端が、空気分離槽内の底部に位置するように設け
られる請求項１記載の水力空気圧縮機である。
が、上池の水面よりやや低い位置になるように設けら
れ、その上端に空気吸込ノズルが設けられ、ダウンカマ
ーの下端が、空気分離槽内の底部に位置するように設け
られる請求項１記載の水力空気圧縮機である。
【００１０】請求項３の発明は、排水管の下端が、空気
分離槽内の底部に位置するように設けられると共に、上
端が空気分離槽上で開口するように設けられる請求項１
又は２記載の水力空気圧縮機である。
分離槽内の底部に位置するように設けられると共に、上
端が空気分離槽上で開口するように設けられる請求項１
又は２記載の水力空気圧縮機である。
【００１１】請求項４の発明は、廃船となったタンカー
を海底に沈め、その油槽を空気分離槽として用いる請求
項１〜３いずれかに記載の水力空気圧縮機である。
を海底に沈め、その油槽を空気分離槽として用いる請求
項１〜３いずれかに記載の水力空気圧縮機である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】図１において、１０は、海（又は湖）１１
に面した上池であり、海１１に対して十分な水頭差Ｈｙ
を有している。
に面した上池であり、海１１に対して十分な水頭差Ｈｙ
を有している。
【００１４】この上池１０に近い海底（又は湖底）１２
には、密閉され、十分な容量の空気分離槽１３が設置さ
れる。
には、密閉され、十分な容量の空気分離槽１３が設置さ
れる。
【００１５】空気分離槽１３は、新設する他に、廃船と
なったタンカー等を沈めて、その油槽を利用して形成す
る。
なったタンカー等を沈めて、その油槽を利用して形成す
る。
【００１６】上池１０と空気分離槽１３とを結び、上池
１０の水ｗを空気分離槽１３に流下させるダウンカマー
１４が設けられる。ダウンカマー１４の上端１４ｔは上
池１０の水面よりやや低い位置になるように設けられる
と共にロート状に形成し、中間は、海１１側に傾斜さ
れ、その下端１４ｂは、空気分離槽１３内の底部に位置
するように設けられると共にフレア状に拡げて形成され
る。
１０の水ｗを空気分離槽１３に流下させるダウンカマー
１４が設けられる。ダウンカマー１４の上端１４ｔは上
池１０の水面よりやや低い位置になるように設けられる
と共にロート状に形成し、中間は、海１１側に傾斜さ
れ、その下端１４ｂは、空気分離槽１３内の底部に位置
するように設けられると共にフレア状に拡げて形成され
る。
【００１７】またダウンカマー１４の上端１４ｔには、
流下と共に空気を吸い込む空気吸込ノズル１５が設けら
れる。
流下と共に空気を吸い込む空気吸込ノズル１５が設けら
れる。
【００１８】空気分離槽１３には、下端が空気分離槽１
３の底部に位置し、上端が空気分離槽１３の上部の海１
１に臨んだ排水管１６が設けられ、この排水管１６で、
空気分離槽１３内に形成された水層部１７の水を排水す
るようになっている。なお、排水管１６は、上端が図で
は上向きに開口している例を示したが、ベント管等で下
向きに開口し、開口を通して海水中の固形物が侵入しな
いよう形成するとよい。
３の底部に位置し、上端が空気分離槽１３の上部の海１
１に臨んだ排水管１６が設けられ、この排水管１６で、
空気分離槽１３内に形成された水層部１７の水を排水す
るようになっている。なお、排水管１６は、上端が図で
は上向きに開口している例を示したが、ベント管等で下
向きに開口し、開口を通して海水中の固形物が侵入しな
いよう形成するとよい。
【００１９】また空気分離槽１３の上部には、その空気
分離槽１３内の上部に形成された空気層部１８の圧縮空
気を地上まで送る圧縮空気取出管１９が接続される。
分離槽１３内の上部に形成された空気層部１８の圧縮空
気を地上まで送る圧縮空気取出管１９が接続される。
【００２０】次に本発明の作用を説明する。
【００２１】上池１０の水ｗは、ダウンカマー１４内に
流入し、その際に空気吸込ノズル１５から空気を吸引し
ながらダウンカマー１４内を流下する。吸引された空気
は気泡Ｂとなって水ｗと共に流下し、空気分離槽１３内
に流れる。
流入し、その際に空気吸込ノズル１５から空気を吸引し
ながらダウンカマー１４内を流下する。吸引された空気
は気泡Ｂとなって水ｗと共に流下し、空気分離槽１３内
に流れる。
【００２２】空気分離槽１３内で、水ｗと気泡Ｂとは重
力で気液分離し、下部に水層部１７が形成され、上部に
空気層部１８が形成される。
力で気液分離し、下部に水層部１７が形成され、上部に
空気層部１８が形成される。
【００２３】この空気分離槽１３の圧力は、上池１０と
水層部１７の高さＨａに見合った圧力となり、かつ排水
管１６の上部の水圧より、上池１０と海面の水頭差Ｈｙ
分高いため、水層部１７の水は、排水管１６から海１１
に排水される。この排水管１６の長さは空気分離槽１３
の高さに見合った長さで済むため、従来のように圧力損
失が大きくなることはない。
水層部１７の高さＨａに見合った圧力となり、かつ排水
管１６の上部の水圧より、上池１０と海面の水頭差Ｈｙ
分高いため、水層部１７の水は、排水管１６から海１１
に排水される。この排水管１６の長さは空気分離槽１３
の高さに見合った長さで済むため、従来のように圧力損
失が大きくなることはない。
【００２４】また空気層部１８に溜まった圧縮空気は、
圧縮空気取出管１９より、地上に送って、圧縮空気源と
して、例えばガスタービンの燃焼室に送る圧縮空気とし
て使用することができる。
圧縮空気取出管１９より、地上に送って、圧縮空気源と
して、例えばガスタービンの燃焼室に送る圧縮空気とし
て使用することができる。
【００２５】以上のように空気分離槽１３は、従来のよ
うに地下に設けるのに対して海底１２に設置するため、
設置が容易であり、空気分離槽１３の内外の圧力差は、
上池１０と海面の水頭差Ｈｙで常にバランスしているた
め、構造的な問題がない。
うに地下に設けるのに対して海底１２に設置するため、
設置が容易であり、空気分離槽１３の内外の圧力差は、
上池１０と海面の水頭差Ｈｙで常にバランスしているた
め、構造的な問題がない。
【００２６】従って、廃船となるタンカーの油槽を利用
することができる。
することができる。
【００２７】また、空気分離槽１３を海底１２に設置す
るにあたって、上池１０にできるだけ近く、かつ海底１
２が十分に深い立地条件であれば、自由に設置すること
が可能である。
るにあたって、上池１０にできるだけ近く、かつ海底１
２が十分に深い立地条件であれば、自由に設置すること
が可能である。
【００２８】またダウンカマー１４に巻き込まれた気泡
Ｂは、流下に伴って粒径が小さくなり、浮力が小さくな
るため、巻き込まれた空気の大部分は空気分離槽１３に
搬送できる。この場合、少ない水量でより多くの気泡Ｂ
を巻き込むことが重要である。
Ｂは、流下に伴って粒径が小さくなり、浮力が小さくな
るため、巻き込まれた空気の大部分は空気分離槽１３に
搬送できる。この場合、少ない水量でより多くの気泡Ｂ
を巻き込むことが重要である。
【００２９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、空気分離
槽を海底や湖底に設置するため、設置が容易となると共
に立地の制約が少なくて済む。また内外の圧力差が少な
いため、耐圧構造をとする必要がなく、廃船となるタン
カーなどを使用できる。さらにライザー管が不要となる
ことから、全体の圧力損失も少なくすることができる。
槽を海底や湖底に設置するため、設置が容易となると共
に立地の制約が少なくて済む。また内外の圧力差が少な
いため、耐圧構造をとする必要がなく、廃船となるタン
カーなどを使用できる。さらにライザー管が不要となる
ことから、全体の圧力損失も少なくすることができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】従来例を示す図である。
１０ 上池 １１ 海（又は湖） １２ 海底 １３ 空気分離槽 １４ ダウンカマー １６ 排水管 １７ 水層部 １８ 空気層部 １９ 圧縮空気取出管
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H079 AA30 BB10 CC21 DD02 DD23 DD24
Claims (4)
- 【請求項１】 上池に面した海又は湖の底に空気分離槽
を設け、その上池の水を空気と共に空気分離槽に流下さ
せるダウンカマーを設け、その空気分離槽内の水層部の
水を海又は湖に排水する排水管を設け、その空気分離槽
に、その空気層部の圧縮空気を取り出す圧縮空気取出管
を接続したことを特徴とする水力空気圧縮機。 - 【請求項２】 ダウンカマーの上端が、上池の水面より
やや低い位置になるように設けられ、その上端に空気吸
込ノズルが設けられ、ダウンカマーの下端が、空気分離
槽内の底部に位置するように設けられる請求項１記載の
水力空気圧縮機。 - 【請求項３】 排水管の下端が、空気分離槽内の底部に
位置するように設けられると共に、上端が空気分離槽上
で開口するように設けられる請求項１又は２記載の水力
空気圧縮機。 - 【請求項４】 廃船となったタンカーを海底に沈め、そ
の油槽を空気分離槽として用いる請求項１〜３いずれか
に記載の水力空気圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000203127A JP2002021800A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 水力空気圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000203127A JP2002021800A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 水力空気圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002021800A true JP2002021800A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18700565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000203127A Pending JP2002021800A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 水力空気圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002021800A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6638024B1 (en) * | 2000-10-12 | 2003-10-28 | Bruce Jay Hancock | Hydraulic air compressor system—employing a body of fluid to provide compression |
| FR3128746A1 (fr) * | 2021-11-04 | 2023-05-05 | Isaac WOERLEN | Dispositif de stockage sous-marin d’air comprime obtenu par une trompe hydraulique |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294723A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Shimizu Constr Co Ltd | エネルギ−の貯留施設 |
| JPH0440197U (ja) * | 1990-07-31 | 1992-04-06 |
-
2000
- 2000-06-30 JP JP2000203127A patent/JP2002021800A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294723A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Shimizu Constr Co Ltd | エネルギ−の貯留施設 |
| JPH0440197U (ja) * | 1990-07-31 | 1992-04-06 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6638024B1 (en) * | 2000-10-12 | 2003-10-28 | Bruce Jay Hancock | Hydraulic air compressor system—employing a body of fluid to provide compression |
| FR3128746A1 (fr) * | 2021-11-04 | 2023-05-05 | Isaac WOERLEN | Dispositif de stockage sous-marin d’air comprime obtenu par une trompe hydraulique |
| EP4177479A1 (fr) * | 2021-11-04 | 2023-05-10 | Woerlen, Isaac | Dispositif de stockage sous-marin d'air comprime obtenu par une trompe hydraulique |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070524 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100420 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100810 |