JP2013100743A - 都市ガスを利用した発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】都市ガスの供給管内に羽根車ファンを内蔵し、ガスの流れでファンを回転させて発電を行う都市ガスを利用した発電システムに関する。
【解決手段】この発明の都市ガスを利用した発電装置１０では、都市ガスの供給管１内に羽根車２を設け、上流から下流に向かうガスの流れで羽根車２を回転させ、羽根車２の回転軸３の回転エネルギーを発電機４に伝動して発電をおこなうことを特徴とする。供給管１は、高圧ガスが流れる幹線供給管が好ましい。羽根車２の上流側と下流側をつなぐバイパス管６を設けて、開閉バルブで羽根車２に流れる都市ガスを遮断することで、保守・点検・修理が可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、都市ガスの供給管内に羽根車ファンを内蔵し、ガスの流れでファンを回転させて発電を行う都市ガスを利用した発電システムに関する。

火力発電として、燃料（灯油、軽油、ＬＮＧなど）を燃やした高温の燃焼ガスの気体の流れでタービンを回して発電するガスタービン発電が知られているが、化石燃料を用いる必要があり燃料の確保に問題があると共に二酸化炭素などの環境汚染不具合があり、さらに設備にコストがかかるという問題点がある。
そこで、種々の新エネルギーが提案されているが、例えば、風によって風車を回転したり、波の動きでタービンを回転し、その回転エネルギーを発電機に直接伝えて電気を起こす構成が知られている。
このような風力発電（特許文献１）や波力発電（特許文献２）は、運転時に二酸化炭素などを出さないクリーンな発電方法であり、製造時の環境負荷も少なく、低周波音や風切り音が響いても影響のない広大な空間で一定の風や波がある場所で設置可能である。
しかし、風や波が止まったり弱まれば十分な電気を発生させることができず、自然現象に左右され安定して発電できないという欠点がある。

特開２０１１−８９４６９号公報 特開２００６−２５７８９８

この発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、既存の都市ガスの設備を用いて、都市ガスの供給管内を通過するガスの流れにより羽根車を回転させ、回転軸の回転エネルギーを発電機に伝えて発電することができるようにした都市ガスを利用した発電装置を提供することにある。

この発明は、上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
都市ガスの供給管内に羽根車を設け、上流から下流に向かうガスの流れで羽根車を回転させ、羽根車の回転軸の回転エネルギーを発電機に伝動して発電をおこなうことを特徴とする。
請求項２の発明では、
供給管の羽根車より上流側に第１開閉バルブを設け、下流側に第２開閉バルブを設け、前記供給管に、前記第１開閉バルブより上流側と第２開閉バルブの下流側との間をつなぐバイパス管を設け、該バイパス管の中途位置に第３開閉バルブを設けてなることを特徴とする。
請求項３の発明では、
供給管が、高圧ガスが流れる幹線供給管からなることを特徴とする。

この発明によれば、都市ガスの供給管内で上流から下流に流れるガスの流れを利用して羽根車を回転させて発電するので、天候に左右されることなく電気を安定供給することができ、また都市ガスの消費は一切無いので燃料費が不要であり、クリーンで環境負荷の虞れもない。
また、地中の供給管内に羽根車を設けるので、低周波音や風切り音の影響が地上にまで及ばない。
都市ガスの流れは既存の幹線の供給管を兼用することができるので発電設備を安価に提供できる。
都市ガスを利用するので、消費地である市街地での発電が可能となり、送電ロスが少なくなる。
更に、バイパス管を設けることで、羽根車や発電機の保守・点検や修理を容易に行うことができる。

発電装置の実施例１の模式図である。 供給管にリデューサ構造を用いた実施例２の模式図である。 供給管にバイパス管を設けた保守・点検・修理用の構成を示す模式図である。

都市ガスの供給管に羽根車を取り付け、その回転軸の回転エネルギーを発電機に伝動して電気エネルギーに変換することで、環境負荷の無い電気の安定供給を簡単な構成で廉価に提供でき、設置後の保守・点検や修理も実現できる。

以下に、この発明の都市ガスを利用した発電装置の好適実施例について図面を参照しながら説明する。
図１に例示する発電装置１０は、幹線供給管１内に羽根車２を設け、羽根車２の回転軸３の回転エネルギーを発電機４に伝動して発電を行う構成からなっている。

ここで、都市ガスは、一般に、工場で製造されたガスを、幹線供給管に高圧で送り出し、需要地点で整圧器により中圧に減圧して大規模工業用に中圧供給管で送り出し、更に整圧器で低圧に減圧して低圧供給管で家庭用ガス機器に送り出している。

本実施例では、前記幹線供給管１内に羽根車２が内蔵される。
この羽根車２は、幹線供給管１内を高圧で押し出されてくるガスの流れにより回転する。
羽根車２の構成は、公知の種々構成を用いることができるが、都市ガスは供給管内を上流の高圧側から下流の低圧側へ一方向に流れているので、羽根車２の回転方向を上記都市ガスの流れと一致させることが好ましい。

上記羽根車２の動きは、その中心に設けた回転軸３を回転させるので、その回転エネルギーを発電機４に直接、又は伝動部材５を介して間接に伝動される。
従って、上記回転軸３の回転エネルギーは、発電機４により電気エネルギーに変換される。
そして、上記発電機４により製造された電気は、図示省略の供給ケーブルを介して需要地に給電される。

ここで羽根車２の回転軸３は、発電機４の回転軸と直結し、又は伝動部材５を短くすることでエネルギーロスを抑えることができるので、発電機４を羽根車２と並列に配置してもよい。
即ち、発電機４は供給管１と並んで地中に配置してよいし、地上に設置してもよく、この発明では特に限定されない。

図２に示す供給管１は羽根車２の上流側の管を絞ってリデューサ構造１ａとしている。
供給管内を流れる都市ガスが中圧や低圧の場合、ガスの流れを羽根車２の手前で早めることができる。
これにより、羽根車２に送り込まれる都市ガスの流れをより速くすることができる。
その他の構成は前記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。

図３には、保守・点検又は修理用の構造を付加した実施例を示す。
実施例１の発電装置１０を例に説明すると、幹線供給管１に、羽根車２を中心にして、その上流側に第１開閉バルブＶ１を設け、幹線供給管１の下流側に第２開閉バルブＶ２を取り付ける。

また、幹線供給管１には、前記第１開閉バルブＶ１の上流側と、第２開閉バルブＶ２の下流側をつなぐバイパス管６を設けておく。
このバイパス管６の中途位置には第３開閉バルブＶ３を取り付けておく。
ここで、前記第１開閉バルブＶ１と第２開閉バルブＶ２には、常時開栓型バルブが用いられており、該バルブには放散孔付きのものが好ましい。
また前記第３開閉バルブには、常時閉栓型バルブが用いられており、該バルブには放散孔付きのものが好ましい。

保守・点検・修理の際には、前記バイパス管６の第３バルブＶ３を開栓し、幹線供給管１の第１開閉バルブＶ１と第２開閉バルブＶ２とを共に閉栓して、都市ガスをバイパス管６だけに通す。
即ち、第１開閉バルブＶ１と第２開閉バルブＶ２の間の幹線供給管１に完全にガスの供給が停止したことをそれぞれの放散孔により確認すると共に、バイパス管６にガスが供給されていることを第３開閉バルブＶ３の放散孔により確認する。

点検・補修・修理後の復元作業を行うには、幹線供給管１内の第１開閉バルブＶ１と第２開閉バルブＶ２の間の管内の空気を放出するために、第２開閉バルブＶ２を少し開栓して前記空気を完全に排出させる。

次いで、第２開閉バルブＶ２を全開し、第１開閉バルブＶ１を、羽根車２の羽根の回転の動きに合わせて僅かづつ開栓しながら全開させる。
全開の確認後に、前記バイパス管６の第３開閉バルブＶ３を閉栓して、バイパス管６内への都市ガスの流れを遮断する。
これにより、都市ガスは幹線供給管１内に戻って流れるので、羽根車２を幹線供給管１内に設けても、容易に保守・点検・修理を行うことができる・

ここで、羽根車２は、その全体が幹線供給管１内に内蔵されるものであっても、あるいは、少なくとも一部の羽板が幹線供給管１内に収納され、羽根車２全体は、幹線供給管１の外側に突出し、カバー７によって幹線供給管１を密封するようにした構造などであってもよい。

また、上記実施例では、高圧用の幹線供給管に羽根車を設けた場合を例示したが、この発明では中圧や低圧用の供給管内に羽根車を設けた構成としてもよい。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。

１ 供給管
１ａ リデューサ構造
２ 羽根車
３ 回転軸
４ 発電機
５ 伝動部材
６ バイパス管
７ カバー
１０ 発電装置
Ｖ１ 第１開閉バルブ
Ｖ２ 第２開閉バルブ
Ｖ３ 第３開閉バルブ

Claims (3)

1. 都市ガスの供給管内に羽根車を設け、上流から下流に向かうガスの流れで羽根車を回転させ、羽根車の回転軸の回転エネルギーを発電機に伝動して発電をおこなうことを特徴とする都市ガスを利用した発電装置。
2. 供給管の羽根車より上流側に第１開閉バルブを設け、下流側に第２開閉バルブを設け、前記供給管に、前記第１開閉バルブより上流側と第２開閉バルブの下流側との間をつなぐバイパス管を設け、該バイパス管の中途位置に第３開閉バルブを設けてなることを特徴とする請求項１に記載の都市ガスを利用した発電装置。
3. 供給管が、高圧ガスが流れる幹線供給管からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の都市ガスを利用した発電装置。

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