JPH0783158A - Recycle boosting device - Google Patents

Recycle boosting device

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JPH0783158A
JPH0783158A JP25109793A JP25109793A JPH0783158A JP H0783158 A JPH0783158 A JP H0783158A JP 25109793 A JP25109793 A JP 25109793A JP 25109793 A JP25109793 A JP 25109793A JP H0783158 A JPH0783158 A JP H0783158A
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air
tank
compressed air
compressor
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Sakae Isamori
森栄 伊佐
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Endo Katsuhisa
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Endo Katsuhisa
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Abstract

PURPOSE:To realize further energy saving and higher efficiency by providing a recycle circuit of the compressed air to be used in a pump and a power generating system utilizing the pump. CONSTITUTION:A compressed air source side of a circulating piping 3 is connected to a low pressure tank 51, and further connected to a feed piping 2 from a receiver tank 56 through a first boosting compressor 52, a medium pressure tank 53, a second boosting compressor 54, a high pressure tank 55 and the receiver tank 56 in series to the low pressure tank 51.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、揚水機およびこれを利
用する発電システムに使用されるリサイクル増圧装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump and a recycle booster used in a power generation system using the pump.

【0002】[0002]

【従来の技術】本出願人は、既に、揚水機およびこれを
利用する発電システムの特許出願を提案している(特願
平5−80059号)。
2. Description of the Related Art The present applicant has already proposed a patent application for a pump and a power generation system using the pump (Japanese Patent Application No. 5-80059).

【0003】すなわち、この揚水機は、所定の水圧下に
配置され、圧搾空気の供給および還流配管への送受を切
換えることにより往復運動するピストンを備えたエアシ
リンダと、該エアシリンダのピストンと同軸上にあり連
動して往復運動する水圧ピストンを有する水圧シリンダ
と、該水圧シリンダの途中に設けられて、前記水圧ピス
トンの往復運動時シリンダ室室内の負圧により、所定の
水圧下の水と共に外気をシリンダ室の水中に取り入れる
空気取入れ孔と、水圧ピストンの往復運動によりシリン
ダ室室内の空気の混在した水を所定値まで圧縮して放出
する排出孔とを有するものである。したがって、この揚
水機は、従来の揚水機(ポンプ)のように単に水のみを
一方向に移動せしめるのではなく、水の送出に伴って、
空気の圧縮下後、加圧力を開放する際の膨脹力を発生さ
せ、これを揚水する水の送出と同時に行うことにより、
極めて小さなエネルギーで大きな揚水を可能ならしめる
ものである。
That is, this pump is arranged under a predetermined water pressure and has an air cylinder provided with a piston that reciprocates by switching the supply of compressed air and the sending and receiving of compressed air to the reflux pipe, and a coaxial shaft of the piston of the air cylinder. A hydraulic cylinder having a hydraulic piston which is above and reciprocates in an interlocking manner, and is provided in the middle of the hydraulic cylinder, and when the hydraulic piston reciprocates, the negative pressure in the cylinder chamber causes the outside air together with water under a predetermined water pressure. Has an air intake hole for taking into the water in the cylinder chamber, and a discharge hole for compressing and discharging the water mixed with air in the cylinder chamber chamber to a predetermined value by the reciprocating motion of the hydraulic piston. Therefore, this water pump does not simply move water in one direction like a conventional water pump (pump), but with the delivery of water,
After compressing the air, generate an expansion force when releasing the pressing force, and by performing this at the same time as sending the water for pumping,
It enables large pumping with extremely small energy.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、既出願
の特願平5−80059号の明細書においては、圧搾空
気の増圧装置について、[(揚水機のエアシリンダか
ら)戻された圧搾空気は、図示外第1および第2の増圧
機(図示外)を通じて、前記圧搾パイプ2から再び前記
切換弁1(を介してエアシリンダ)に送られる。]と記
述してはいるが、その構成、作用、特徴等については特
定していなかつた。
However, in the specification of Japanese Patent Application No. 5-80059, which has already been filed, regarding the pressure booster for compressed air, [the compressed air returned (from the air cylinder of the pump) is Then, through the first and second pressure intensifiers (not shown) (not shown), the pressure is sent from the compression pipe 2 to the switching valve 1 (through the air cylinder) again. ], But the structure, action, characteristics, etc. have not been specified.

【0005】本発明は、特願平5−80059号でのリ
サイクル増圧装置を特定するもので、還流の残圧圧搾空
気を再生して供給圧搾空気にし、省エネルギーを計り、
より高効率の揚水機およびこの揚水機を利用する発電シ
ステムを提供することを目的とする。
The present invention specifies the recycle pressure boosting device in Japanese Patent Application No. 5-80059, which regenerates the residual compressed air of reflux to supply compressed air to save energy.
It is an object of the present invention to provide a pumper with higher efficiency and a power generation system using this pump.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、所定の水圧下に配置され、圧搾
空気の供給および還流配管への送受を切換えることによ
り往復運動するピストンを備えたエアシリンダと、該エ
アシリンダのピストンと同軸上にあり連動して往復運動
する水圧ピストンを有する水圧シリンダと、該水圧シリ
ンダの途中に設けられて、前記水圧ピストンの往復運動
時シリンダ室室内の負圧により、所定の水圧下の水と共
に外気をシリンダ室の水中に取り入れる空気取入れ孔
と、水圧ピストンの往復運動によりシリンダ室室内の空
気の混在した水を所定値まで圧縮して放出する排出孔と
を有する揚水機およびこれを利用する発電システムにお
いて、前記還流配管の空気圧源側に、残圧空気を蓄える
低圧タンクと、該低圧タンクから残圧空気を吸い込む第
1増圧圧縮機と、該第1増圧圧縮機の吐出圧搾空気を蓄
え圧力変動を防止する中圧タンクと、該中圧タンクから
の中圧圧搾空気を所定圧力値まで加圧する第2増圧圧縮
機と、該第2増圧圧縮機の吐出圧搾空気を蓄え圧力変動
を防止する高圧タンクと、該高圧タンクの圧搾空気を中
継するレシーバタンクとを直列に接続配置し、該レシー
バタンクを前記供給配管に接続して構成し、前記第1、
第2の増圧圧縮機をそれぞれ段数を選定できる往復動型
圧縮機としたことを特徴とする。前記第1、第2の増圧
圧縮機が2段の往復動型圧縮機であると好適である。
In order to solve the above problems, the present invention is provided with a piston which is arranged under a predetermined water pressure and which reciprocates by switching the supply of compressed air and the sending and receiving of compressed air. An air cylinder, a hydraulic cylinder having a hydraulic piston that is coaxial with the piston of the air cylinder and reciprocates in an interlocking manner, and a hydraulic cylinder provided in the middle of the hydraulic cylinder, in the cylinder chamber chamber when the hydraulic piston reciprocates. An air intake hole that takes in the outside air into the water in the cylinder chamber by negative pressure and the water under a predetermined water pressure, and a discharge hole that compresses and releases the water mixed with the air in the cylinder chamber chamber to a predetermined value by the reciprocating motion of the hydraulic piston. In a pump and a power generation system using the pump, a low pressure tank for storing residual pressure air on the air pressure source side of the reflux pipe, A first booster compressor for sucking residual pressure air from the tank, a medium pressure tank for storing discharge compressed air of the first booster compressor to prevent pressure fluctuation, and a predetermined medium pressure air from the middle pressure tank. A second booster compressor that pressurizes to a pressure value, a high-pressure tank that stores discharge compressed air of the second booster compressor to prevent pressure fluctuations, and a receiver tank that relays the compressed air of the high-pressure tank in series Connection arrangement, the receiver tank is connected to the supply pipe, the first,
The second booster compressor is a reciprocating compressor whose number of stages can be selected. It is preferable that the first and second booster compressors are two-stage reciprocating compressors.

【0007】[0007]

【作用】上記構成を採用したので、大気圧よりも高いプ
ラス圧で戻ってきた残圧空気を、低圧タンクに蓄え、こ
れを第1増圧圧縮機で吸い込み、圧縮して吐出し、中圧
圧搾空気として中圧タンクに蓄え、これを第2増圧圧縮
機で吸い込み、さらに加圧して所定の圧力の高圧圧搾空
気として高圧タンクに蓄え、高圧タンクよりレシーバタ
ンクを介して再び供給圧搾空気として再生させ、供給配
管に送ることができる。
Since the above-mentioned structure is adopted, residual pressure air returned at a positive pressure higher than atmospheric pressure is stored in a low-pressure tank, which is sucked in by the first booster compressor, compressed and discharged, and then at medium pressure. It is stored in the medium pressure tank as compressed air, sucked by the second booster compressor, further pressurized and stored in the high pressure tank as high pressure compressed air of a predetermined pressure, and again as compressed air supplied from the high pressure tank via the receiver tank. It can be regenerated and sent to the supply line.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2は、本発明の圧搾空気の増圧回路を適用した
揚水機を示したものである。エアシリンダ4と水圧シリ
ンダ9とを備えた揚水機は、貯水池8内に対称的に2台
並列に図示したが、以降、説明の便宜のため、一方のみ
について説明する。1は空気圧切換弁で、4ポート2位
置電磁切換弁(いわゆる四方弁)を2つ使用している。
2は圧搾空気の供給配管、3は残圧空気の還流配管であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a water pump to which the pressure boosting circuit for compressed air of the present invention is applied. Two pumping machines including the air cylinders 4 and the hydraulic cylinders 9 are symmetrically arranged in parallel in the reservoir 8, but only one of them will be described below for convenience of description. Reference numeral 1 denotes an air pressure switching valve, which uses two 4-port 2-position electromagnetic switching valves (so-called four-way valves).
Reference numeral 2 is a compressed air supply pipe, and 3 is a residual pressure air recirculation pipe.

【0009】水中に立設された揚水機の中央には、前記
圧搾空気が導入されるエアシリンダ4が設けられ、ピス
トン5により、2つの圧力室6、7が画成されている。
前記エアシリンダ4は略同心状からなる筒状の水圧シリ
ンダ9に囲繞され、前記ピストン5の上下に延びるピス
トンロッドの上端と下端にそれぞれ同心状にピストン5
より大径の水圧ピストン12、15が設けられている。
そして、水圧ピストン12の上下には、上部を貯水池内
に開口した給水口16に連なるシリンダ室10と、排水
口20の吐出弁等が開放するまで密閉されるシリンダ室
11が設けられ、同じく水圧ピストン15の上下にも、
下部を貯水池底部に開口した給水口17に連なるシリン
ダ室14と、排水口20の吐出弁等が開放されるまで密
閉されるシリンダ室13が設けられている。前記水圧ピ
ストン12、15には、軸方向に貫通した孔が同心状に
多数設けられ、その中に逆止弁(図示せず)が水の通過
方向を一方向として嵌着されている。すなわち、水圧ピ
ストン12においては、ピストン上昇中のみ一方向にシ
リンダ室10の水がシリンダ室11へ流入するのを許容
し、水圧ピストン15においては、ピストン下降中のみ
一方向にシリンダ室14の水がシリンダ室13へ流入す
るのを許容している。したがって、水圧ピストン12の
逆止弁と水圧ピストン15の逆止弁とは方向が逆で対向
している。18、19は空気取入れ用の孔であり、該孔
18、19は、水圧ピストン12が水等を排出した直後
に上昇する時、並びに水圧ピストン15が水等を排出し
た直後に下降する時、シリンダ室11、13内の負圧に
より所定水圧下の水と共に外気をシリンダ室11、13
に導入するためのものである。
An air cylinder 4 into which the compressed air is introduced is provided at the center of a water pump standing upright in water, and two pressure chambers 6 and 7 are defined by a piston 5.
The air cylinder 4 is surrounded by a cylindrical hydraulic cylinder 9 having a substantially concentric shape, and the upper and lower ends of a piston rod extending vertically of the piston 5 are concentrically formed on the piston 5 respectively.
Larger hydraulic pistons 12, 15 are provided.
Then, above and below the hydraulic piston 12, there are provided a cylinder chamber 10 which is connected to a water supply port 16 whose upper portion is opened in the reservoir, and a cylinder chamber 11 which is sealed until a discharge valve or the like of the drainage port 20 is opened. Above and below the piston 15,
There are provided a cylinder chamber 14 which is connected to a water supply port 17 whose lower portion opens to the bottom of the reservoir, and a cylinder chamber 13 which is sealed until the discharge valve and the like of the drainage port 20 are opened. The hydraulic pistons 12 and 15 have a large number of concentric holes penetrating in the axial direction, in which check valves (not shown) are fitted with the passage direction of water as one direction. That is, in the hydraulic piston 12, the water in the cylinder chamber 10 is allowed to flow into the cylinder chamber 11 in one direction only while the piston is moving upward, and in the hydraulic piston 15, the water in the cylinder chamber 14 is moved in one direction only while the piston is moving downward. Are allowed to flow into the cylinder chamber 13. Therefore, the check valve of the hydraulic piston 12 and the check valve of the hydraulic piston 15 are opposite in direction and face each other. Reference numerals 18 and 19 are holes for taking in air, and the holes 18 and 19 rise immediately after the hydraulic piston 12 discharges water or the like, and when the hydraulic piston 15 descends immediately after discharging water or the like, Due to the negative pressure in the cylinder chambers 11 and 13, the outside air is discharged together with the water under a predetermined water pressure.
It is intended to be introduced into.

【0010】しかして、このような構成からなる揚水機
に使用される本発明のリサイクル増圧装置の実施例は、
図1に示すごとく、残圧を有する圧搾空気の還流配管に
直列に接続された低圧タンク51と、第1増圧圧縮機5
2と、中圧タンク53と、第2増圧圧縮機54と、高圧
タンク55と、レシーバタンク56からなり、還流空気
を2台の設置形2段往復動型圧縮機で増圧し、圧搾空気
の供給配管2へ接続供給されたものである。すなわち、
還流配管(鋼管)3は、低圧タンク(鋼製)51の直前
で外気導入配管(鋼製)57と接続され、合流した配管
は低圧タンク51の入口側と接続されている。外気導入
配管57には操作弁58が取付けられ、還流配管3から
残圧空気のみが供給される時は、閉止可能になってい
る。低圧タンク51は容積が0.9cm3で、第1増圧
圧縮機52に吸込まれる空気量を確保できるようになっ
ている。低圧タンク51の出口側から第1増圧圧縮機5
2の押し込み機構100側への配管(鋼管)59は、一
度立ち上がってから水平に進み、立ち下がって第1増圧
圧縮機52の押し込み機構100に接続されている。
Therefore, the embodiment of the recycle pressure boosting device of the present invention used in the pump having the above structure is as follows.
As shown in FIG. 1, a low-pressure tank 51 connected in series to a reflux pipe for compressed air having residual pressure, and a first booster compressor 5
2, an intermediate pressure tank 53, a second booster compressor 54, a high pressure tank 55, and a receiver tank 56, and the reflux air is boosted by two installed two-stage reciprocating compressors to obtain compressed air. It is connected and supplied to the supply pipe 2 of. That is,
The reflux pipe (steel pipe) 3 is connected to the outside air introduction pipe (steel) 57 immediately before the low pressure tank (steel) 51, and the joined pipe is connected to the inlet side of the low pressure tank 51. An operation valve 58 is attached to the outside air introduction pipe 57 and can be closed when only the residual pressure air is supplied from the reflux pipe 3. The low-pressure tank 51 has a volume of 0.9 cm 3 , and can secure the amount of air taken into the first booster compressor 52. From the outlet side of the low-pressure tank 51 to the first booster compressor 5
The pipe (steel pipe) 59 to the push-in mechanism 100 side of No. 2 rises, then advances horizontally, and falls to be connected to the push-in mechanism 100 of the first booster compressor 52.

【0011】低圧タンク51より必要空気量を吸込むこ
とを主目的にしている第1増圧圧縮機52は、横形2段
(二重動作形)の往復動型圧縮機で、定格容量:12m
3/min、吸入圧力:大気圧以上(プラス圧)、吐出圧
力:22m3/min 、定格回転数:1500rpm、電
動機消費電力:7kwのものを使用している。圧縮機の
容量は、先ず、揚水機のエアシリンダ4及び供給、還流
配管2、3における空気消費量と、余裕率とから空気消
費量を求め、さらに、圧縮機のピストン押し除け量に体
積効率を掛けた吐出空気量を求めて、それらの対比によ
り選定される。本発明の場合は、これらを基に、第1、
第2増圧圧縮機にそれぞれ容量を振分けている。
The first booster compressor 52, whose main purpose is to suck a required amount of air from the low-pressure tank 51, is a horizontal two-stage (double-action type) reciprocating compressor having a rated capacity of 12 m.
3 / min, suction pressure: atmospheric pressure or higher (plus pressure), discharge pressure: 22 m 3 / min, rated speed: 1500 rpm, electric motor power consumption: 7 kw. As for the capacity of the compressor, first, the air consumption amount is obtained from the air consumption amount in the air cylinder 4 of the pumping machine and the supply / recirculation pipes 2 and 3, and the margin ratio, and further, the volumetric efficiency of the piston displacement of the compressor is determined. The amount of discharged air multiplied by is calculated, and the amount of discharged air is selected by comparing them. In the case of the present invention, based on these, the first,
The capacity is distributed to the second booster compressor.

【0012】この第1増圧圧縮機52には、その圧縮機
本体の円盤状のケーシング52aに等角度、等間隔に、
6つの押し込み機構(図示外)が設けられている。この
押し込み機構は、低圧タンク51から送られてくる空気
を吸い込む入口と、円筒状のシリンダ体と、該シリンダ
体内を気密に仕切り、かつ、軸方向に摺動するピストン
と、該ピストンと同軸上の入口側に設けられ、該入口を
閉止可能で、球帯状をなし、その外側面に螺旋状の圧搾
空気通路が形成され、回転しながら空気を吸い込む弁体
を有し、また、前記ピストンは、弁体から吸い込まれた
空気を蓄える第1室と、該ピストンの摺動でその体積を
縮小させ圧力を増大させる第2室を画成する構成からな
るものである。そして、該ピストンの内径面には複数の
逆止弁が設けられ、第1室と第2室の圧力バランスによ
り開閉がコントロールされるようになっている。
In the first booster compressor 52, the disk-shaped casing 52a of the compressor body is equiangularly equidistantly spaced.
Six pushing mechanisms (not shown) are provided. This pushing mechanism includes an inlet for sucking air sent from the low-pressure tank 51, a cylindrical cylinder body, a piston that airtightly partitions the cylinder body and slides in the axial direction, and a coaxial shaft with the piston. Has a valve body that is provided on the inlet side, is capable of closing the inlet, has a spherical shape, and has a spiral compressed air passage formed on its outer surface and sucks air while rotating. The first chamber for storing the air sucked from the valve body and the second chamber for reducing the volume and increasing the pressure by sliding the piston are defined. A plurality of check valves are provided on the inner diameter surface of the piston, and opening / closing is controlled by pressure balance between the first chamber and the second chamber.

【0013】この増圧圧縮機52に設けられた押し込み
機構では、低圧タンク51からの圧搾空気が入口に加わ
ると、弁体が後方に押され、球帯の外周に刻まれた通路
より、第1室に圧搾空気が充満すると共に、弁体および
ピストンを後方に押し込み、第1室の空気が圧縮され、
所定圧となると、ピストンの内径面に設けられた逆止弁
が開放し、第1室の圧搾空気が第2室に流入し、ピスト
ンが更に押され、圧力バランスを保っため逆止弁が閉
じ、さらに続いて、第1室に圧搾空気が流入すると、弁
体およびピストンが後方に押されるので、第2室の空気
が更に昇圧され、所定圧となるとシリンダ体と配管の間
の逆止弁が開放し、圧縮された空気は配管を通って圧縮
機52の吸入弁へ圧送される。この時、配管に繋がって
いる配管から、圧送の負圧により弁が開いて、配管内の
空気も一緒に圧送され、吸入圧以上の圧力で、前記増圧
圧縮機52に空気を押し込むというものである。
In the pushing mechanism provided in the booster / compressor 52, when the compressed air from the low pressure tank 51 is applied to the inlet, the valve body is pushed backward, and the passage is carved on the outer circumference of the spherical zone. While the compressed air is filled in one chamber, the valve body and the piston are pushed backward, and the air in the first chamber is compressed,
When the pressure reaches a predetermined level, the check valve provided on the inner diameter surface of the piston opens, the compressed air in the first chamber flows into the second chamber, the piston is further pushed, and the check valve closes to maintain the pressure balance. , And subsequently, when compressed air flows into the first chamber, the valve body and the piston are pushed rearward, so that the air in the second chamber is further increased in pressure and reaches a predetermined pressure. Is opened, and the compressed air is pumped to the suction valve of the compressor 52 through the pipe. At this time, from the pipe connected to the pipe, the valve is opened by the negative pressure of the pressure feed, and the air in the pipe is also pressure-fed, and the air is pushed into the booster compressor 52 at a pressure higher than the suction pressure. Is.

【0014】第1増圧圧縮機52の吐出弁に接続された
配管(鋼管)60は、立ち上がり部の操作弁61を介し
て立ち上がり、水平に移行して、立ち下がり、中圧タン
ク(鋼製)53の入口側に接続されている。中圧タンク
53は、圧力の急変動をさけるため、一時的に圧搾空気
を蓄えておくのに使用されると共に、第1増圧圧縮機5
2の吐出圧搾空気の脈動を少なくし、間欠的な空気消費
の場合には、空気消費量が多量になる時に、それを補給
し、圧力低下を防ぐ役割を持っている。
The pipe (steel pipe) 60 connected to the discharge valve of the first booster / compressor 52 rises through the operation valve 61 at the rising portion, moves horizontally, and falls to the intermediate pressure tank (steel pipe). ) 53 is connected to the inlet side. The medium-pressure tank 53 is used to temporarily store compressed air in order to avoid sudden changes in pressure, and at the same time, the first booster compressor 5
In the case of intermittent air consumption, the pulsation of the discharged compressed air of No. 2 is reduced, and when the air consumption becomes large, it has a role of supplementing it and preventing a pressure drop.

【0015】中圧タンク53の容積は、第1増圧圧縮機
52の吐出空気量、揚水機のエアシリンダ4及び供給、
還流配管2、3における空気消費量、中圧タンク53内
の最高圧力、中圧タンク53内の許容最低限圧力、エア
シリンダ4の1分間における作動時間等により決定さ
れ、本実施例では、28m3/minに設定されている。中
圧タンク53には、タンク53の底にたまったドレンや
油分等を外部に排出するために、ドレンコック63が設
けられている。
The volume of the medium pressure tank 53 is determined by the discharge air amount of the first booster compressor 52, the air cylinder 4 of the pump, and the supply of the pump.
It is determined by the air consumption in the return pipes 2, 3, the maximum pressure in the medium pressure tank 53, the allowable minimum pressure in the medium pressure tank 53, the operating time of the air cylinder 4 for 1 minute, etc. It is set to 3 / min. The medium-pressure tank 53 is provided with a drain cock 63 for discharging drainage, oil and the like accumulated in the bottom of the tank 53 to the outside.

【0016】中圧タンク53の出口側から第2増圧圧縮
機54の押し込み機構側への配管(鋼管)62は、一度
立ち上がって、水平に進み、再び立ち下がって第2増圧
圧縮機54の押し込み機構に接続されている。この第2
増圧圧縮機54の押し込み機構も、前述した第1増圧圧
縮機52の押し込み機構と同様の構造になっている。第
2増圧圧縮機54は、中圧圧搾空気を所定の圧力値まで
加圧することを目的にしている。この第2増圧圧縮機5
4も横形2段(二重動作形)の往復動型圧縮機で、定格
容量:20馬力、吸入圧力:22m3/min、吐出圧力:
12kg/cm2、定格回転数:1800rpm、電動
機消費電力:20kwのものを使用している。この圧縮
機の容量は第1増圧圧縮機52と振り分けられて選定さ
れる。第2増圧圧縮機54の吐出弁に接続された配管
(鋼管)64は、立ち上がり部の操作弁65を介して立
ち上がり、水平に移行して、立ち下がり、高圧タンク
(鋼製)55の入口側に接続されている。なお、操作弁
61、65の他に、中圧タンク53から第1増圧圧縮機
52への逆流および高圧タンク55から第2増圧圧縮機
54への逆流防止のため配管60、64に逆止弁を設け
てもよいが、一般に圧縮機の吐出弁がその代用をはた
す。
The pipe (steel pipe) 62 from the outlet side of the intermediate pressure tank 53 to the pushing mechanism side of the second booster / compressor 54 rises once, advances horizontally, and then falls down again to the second booster / compressor 54. Connected to the push-in mechanism. This second
The pushing mechanism of the booster compressor 54 also has the same structure as the pushing mechanism of the first booster compressor 52 described above. The second booster compressor 54 is intended to pressurize the medium-pressure compressed air to a predetermined pressure value. This second booster compressor 5
4 is also a horizontal two-stage (double action type) reciprocating compressor, rated capacity: 20 horsepower, suction pressure: 22 m 3 / min, discharge pressure:
12 kg / cm 2 , rated rotation speed: 1800 rpm, electric motor power consumption: 20 kw are used. The capacity of this compressor is selected by being allocated to the first booster compressor 52. The pipe (steel pipe) 64 connected to the discharge valve of the second booster compressor 54 rises through the operation valve 65 at the rising portion, moves horizontally, and falls, and then the inlet of the high-pressure tank (steel) 55. Connected to the side. In addition to the operation valves 61 and 65, the pipes 60 and 64 are reversely connected to prevent backflow from the intermediate pressure tank 53 to the first booster compressor 52 and backflow from the high pressure tank 55 to the second booster compressor 54. A stop valve may be provided, but the discharge valve of the compressor generally substitutes for it.

【0017】高圧タンク55も、圧力の急変動をさける
ため、一時的に圧搾空気を蓄えておくのに使用されると
共に、第2増圧圧縮機54の吐出圧搾空気の脈動を少な
くし、間欠的な空気消費の場合には、空気消費量が多量
になる時に、それを補給し、圧力低下を防止する。高圧
タンク55の容積も、中圧タンク53の容積の所で述べ
たようにして決定され、本実施例では、6.25m3
設定されている。高圧タンク55にも、タンク55の底
にたまったドレンや油分等を外部に排出するために、ド
レンコック66が設けられている。
The high-pressure tank 55 is also used to temporarily store compressed air in order to avoid sudden changes in pressure, and to reduce the pulsation of the compressed air discharged from the second pressure boosting compressor 54 to provide intermittent pressure. In the case of specific air consumption, when the air consumption becomes large, it is replenished to prevent pressure drop. The volume of the high-pressure tank 55 is also determined as described in the section of the volume of the medium-pressure tank 53, and is set to 6.25 m 3 in this embodiment. The high-pressure tank 55 is also provided with a drain cock 66 for discharging drainage, oil, etc. accumulated in the bottom of the tank 55 to the outside.

【0018】高圧タンク55の出口側からレシーバタン
ク56の入口側への配管(鋼管)67は、真っ直ぐ水平
に接続される。レシーバタンク56は中継のためのタン
クで、レシーバタンク56の出口側からの配管(鋼管)
68は、圧搾空気の供給配管(鋼管)2に接続されてい
る。
A pipe (steel pipe) 67 from the outlet side of the high-pressure tank 55 to the inlet side of the receiver tank 56 is connected straight and horizontally. The receiver tank 56 is a relay tank, and piping from the outlet side of the receiver tank 56 (steel pipe)
68 is connected to the compressed air supply pipe (steel pipe) 2.

【0019】次に、本実施例に係るリサイクル増圧装置
を使用した揚水機の動作を、空気の流れを中心に説明す
る。空気圧切換弁1は、供給配管2から、約12kg/
cm2G内外の圧搾空気を、エアシリンダ4の一方側圧
力室6に送り、空気圧ピストン5を移動させる。一方、
前記エアシリンダ4の他方側圧力室7の空気は、前記空
気圧ピストン5によって押し出されて、約5〜7kg/
cm2G程度の残圧を有して、前記切換弁1に戻り、還
流配管3を通って、低圧タンク51に戻る。戻された約
5〜6kg/cm2Gの残圧を有する圧搾空気は、低圧
タンク51から第1増圧圧縮機52で、約8kg/cm
2Gに増圧され、さらに、中圧タンク53、第2増圧圧
縮機54で、約12kg/cm2Gに増圧され、前記高
圧タンク55に蓄えられ、前記レシーバタンク56を通
って、前記供給配管2を介して、再び前記切換弁1に送
られる。切換弁1では、所定の時間間隔で空気の流通を
切換えられ、前記エアシリンダ4の他方側圧力室7に約
12kg/cm2Gの圧搾空気を送り込み、前記空気圧
ピストン5をエアシリンダ4の一方側6に移動させる。
これによって、該エアシリンダ4の一方側圧力室6の空
気は、空気圧ピストン5によって押し出され、約5〜6
kg/cm2Gの残圧を残して、前記還流配管3から低
圧タンク51に戻る。このようにして、前記空気圧ピス
トン5は往復動を繰り返す。
Next, the operation of the water pump using the recycle pressure booster according to this embodiment will be described focusing on the flow of air. The air pressure switching valve 1 is connected to the supply pipe 2 by about 12 kg /
The compressed air inside and outside the cm 2 G is sent to the pressure chamber 6 on one side of the air cylinder 4, and the pneumatic piston 5 is moved. on the other hand,
The air in the pressure chamber 7 on the other side of the air cylinder 4 is pushed out by the pneumatic piston 5 to generate about 5 to 7 kg /
With a residual pressure of about cm 2 G, it returns to the switching valve 1, passes through the reflux pipe 3, and returns to the low-pressure tank 51. The compressed air having a residual pressure of about 5 to 6 kg / cm 2 G returned is about 8 kg / cm from the low pressure tank 51 to the first booster compressor 52.
The pressure is increased to 2 G, further increased to about 12 kg / cm 2 G by the intermediate pressure tank 53 and the second pressure increasing compressor 54, stored in the high pressure tank 55, and passed through the receiver tank 56, It is sent again to the switching valve 1 via the supply pipe 2. In the switching valve 1, the flow of air is switched at predetermined time intervals, compressed air of about 12 kg / cm 2 G is sent to the pressure chamber 7 on the other side of the air cylinder 4, and the pneumatic piston 5 is moved to one side of the air cylinder 4. Move to side 6.
As a result, the air in the pressure chamber 6 on one side of the air cylinder 4 is pushed out by the pneumatic piston 5, and the air pressure is reduced to about 5 to 6
Returning from the reflux pipe 3 to the low-pressure tank 51 leaving a residual pressure of kg / cm 2 G. In this way, the pneumatic piston 5 repeats reciprocating motion.

【0020】このようにして、圧搾された空気は、以上
の循環経路で、空気経路を循環し、圧力によって、前記
ピストン5を移動させる。この場合、この圧搾空気の空
気圧は、最初は、12kg/cm2G程度のものが、前
記空気ピストン5の往復に消費され、5〜6kg/cm
2G程度の残圧を有する圧搾空気として還流される。本
実施例に係るリサイクル増圧装置は、従来、大気中に放
出していた5〜6kg/cm2Gの残圧を有する圧搾空
気を高圧に再生して、揚水に際して省エネルギー効果を
高めようとするものである。
In this way, the compressed air circulates in the air path through the above circulation path, and moves the piston 5 by pressure. In this case, the air pressure of the compressed air is initially about 12 kg / cm 2 G, which is consumed for the reciprocation of the air piston 5, and is 5 to 6 kg / cm.
It is recirculated as compressed air having a residual pressure of about 2 G. The recycle pressure boosting apparatus according to this embodiment regenerates compressed air having a residual pressure of 5 to 6 kg / cm 2 G, which has been conventionally discharged into the atmosphere, to a high pressure to enhance the energy saving effect when pumping water. It is a thing.

【0021】ここで、本発明のリサイクル増圧装置の作
用を更に詳しく説明する。還流配管3から戻る約5〜6
kg/cm2G程度の残圧を有する圧搾空気は、その圧
力下で低圧タンク51に蓄えられる。そこで、吸込み用
の第1増圧圧縮機52の運転により、低圧タンク51に
蓄えられた空気は、配管59を通って第1増圧圧縮機5
2の押し込み機構100を介して吸入弁に吸引され、圧
縮機52で圧縮されて約8kg/cm2Gに増圧され
る。
The operation of the recycle pressure boosting device of the present invention will now be described in more detail. About 5 to 6 returned from the reflux pipe 3
The compressed air having a residual pressure of about kg / cm 2 G is stored in the low pressure tank 51 under the pressure. Therefore, the air stored in the low-pressure tank 51 by the operation of the first booster / compressor 52 for suction passes through the pipe 59 and the first booster / compressor 5
It is sucked by the suction valve through the second pushing mechanism 100, compressed by the compressor 52, and increased in pressure to about 8 kg / cm 2 G.

【0022】第1増圧圧縮機52で約8kg/cm2
に増圧された空気は、第1増圧圧縮機52の吐出弁より
吐出され、配管60を操作弁61を介して圧送され、中
圧タンク53に所定の約8kg/cm2G内外の圧力で
蓄えられる。この中圧タンク53は圧力の急変動を防止
し、第1増圧圧縮機52の吐出圧搾空気の脈動を少なく
する。中圧タンク53に蓄えられた所定圧力の圧搾空気
は、配管62を通って第2増圧圧縮機54の押し込み機
構を介して吸入弁に吸引され、さらに約12kg/cm
2Gに増圧される。
Approximately 8 kg / cm 2 G with the first booster / compressor 52
The air boosted to 2 is discharged from the discharge valve of the first booster compressor 52, is pressure-fed through the pipe 60 through the operation valve 61, and is fed to the intermediate pressure tank 53 at a predetermined pressure of about 8 kg / cm 2 G inside and outside. Stored in. The medium pressure tank 53 prevents a sudden change in pressure and reduces the pulsation of the compressed air discharged from the first booster compressor 52. The compressed air of a predetermined pressure stored in the medium pressure tank 53 is sucked by the suction valve through the pipe 62 and the pushing mechanism of the second pressure boosting compressor 54, and further about 12 kg / cm.
The pressure is increased to 2 G.

【0023】前記押し込み機構では、第1増圧圧縮機で
述べたと同様の作用で、第2増圧圧縮機54の本体に圧
搾空気を圧送する。ここで2段往復動型圧縮機を2台直
列に使用したことは、圧搾空気の圧力を上げるのに1段
往復動型圧縮機で圧力の最終所定値まであげるのは仕事
量が多くなり効率が悪いためである。すなわち、段数を
増やしてやれば1段増圧終了後中間冷却器で冷却され
て、外気温度まで下がるので、その状態から2段目の増
圧をすると仕事量が少なくなって効率が向上する。しか
し、段数を多くしている容量の大きな往復動型圧縮機を
1台採用するようにするとイニシャルコストが多くかか
るから2段の往復動型圧縮機を2台直列に配置してい
る。なお、実際には第1増圧圧縮機52でプラス圧から
8kg/cm2Gぐらい迄、第2増圧圧縮機54で8k
g/cm2Gから12kg/cm2Gぐらい迄加圧され
る。
In the pushing mechanism, the compressed air is pressure-fed to the main body of the second booster compressor 54 by the same operation as that described for the first booster compressor. The use of two two-stage reciprocating compressors in series means that increasing the pressure of compressed air requires increasing the amount of work by increasing the pressure to the final predetermined value with the one-stage reciprocating compressor. Because it is bad. That is, if the number of stages is increased, it is cooled by the intercooler after the pressure is increased by one stage and the temperature is lowered to the outside air temperature. Therefore, if the pressure in the second stage is increased from that state, the work amount is reduced and the efficiency is improved. However, if one large-capacity reciprocating compressor having a large number of stages is adopted, the initial cost will be high. Therefore, two two-stage reciprocating compressors are arranged in series. Actually, the first booster / compressor 52 has a positive pressure up to about 8 kg / cm 2 G and the second booster / compressor 54 has a pressure of 8 k / cm 2.
Pressure is applied from g / cm 2 G to about 12 kg / cm 2 G.

【0024】第2増圧圧縮機54で2段圧縮された空気
は、第2増圧圧縮機54の吐出弁より吐出され、配管6
4を操作弁65を介して圧送され、高圧タンク55に所
定の圧力で蓄えられる。高圧タンク55も圧力の急変動
を防止し、第2増圧圧縮機54の吐出圧搾空気の脈動を
少なくする。高圧タンク55に蓄えられた所定圧力の圧
搾空気は、配管67を通って中継のレシーバタンク56
へ送られ、レシーバタンク56より配管68を通って圧
搾空気の供給配管2に送られる。
The air compressed in the second stage by the second booster compressor 54 is discharged from the discharge valve of the second booster compressor 54, and the pipe 6
4 is pressure-fed through the operation valve 65 and is stored in the high-pressure tank 55 at a predetermined pressure. The high-pressure tank 55 also prevents a sudden change in pressure and reduces the pulsation of the compressed air discharged from the second booster compressor 54. The compressed air of a predetermined pressure stored in the high-pressure tank 55 passes through the pipe 67 and is a receiver tank 56 of the relay.
From the receiver tank 56 to the compressed air supply pipe 2 through the pipe 68.

【0025】次に、水路系統について説明する。貯水池
8は、深さ約7mである。前記エアシリンダ4の空気圧
ピストン5は、水圧シリンダ9内の水圧ピストン12、
15に連動し、前記圧搾空気が前記エアシリンダ4の一
方側圧力室6に送り込まれることによって、ピストン5
が、押しさげられると、同時に水圧ピストン12、15
も押しさげられる。水圧ピストン12、15は、直径1
00mmφの逆止弁を、18個を二重にして合計36個
持ち、これを同心状にならべた構造からなるものであ
り、二重構造とするのは、反対側の水圧ピストン15が
上昇するとき、この反作用によつて、シリンダ室11内
の水をシリンダ室10側に逃がさないようにするための
ものである。
Next, the water channel system will be described. The reservoir 8 is about 7 m deep. The pneumatic piston 5 of the air cylinder 4 includes a hydraulic piston 12 in the hydraulic cylinder 9,
15, the compressed air is sent into the pressure chamber 6 on one side of the air cylinder 4, whereby the piston 5
However, when pushed down, the hydraulic pistons 12, 15
Is also suppressed. The hydraulic pistons 12, 15 have a diameter of 1
It has a total of 36 check valves with a diameter of 00 mmφ, which are doubled from 18 and are arranged in a concentric manner. The double structure means that the hydraulic piston 15 on the opposite side rises. At this time, this reaction prevents water in the cylinder chamber 11 from escaping to the cylinder chamber 10 side.

【0026】水圧ピストン12が移動することによっ
て、シリンダ室11の水は、排水口20から揚水パイプ
21を通って排出され、また、シリンダ室10内の水
は、合計36個の逆止弁(図示外)を通って、シリンダ
室11に移動する。いま、水圧ピストン12が下がる
と、シリンダ室11内の水は、水圧ピストン12に押さ
れて、排水口20から揚水パイプ21に排水される。こ
の時、一方では、同じピストン5に連動する水圧ピスト
ン15も同時に押し下げられ、シリンダ室14内の水を
逆止弁を介してシリンダ室13内に送り込む。
By the movement of the hydraulic piston 12, the water in the cylinder chamber 11 is discharged from the drain port 20 through the pumping pipe 21, and the water in the cylinder chamber 10 has a total of 36 check valves ( It moves to the cylinder chamber 11 through (not shown). Now, when the hydraulic piston 12 is lowered, the water in the cylinder chamber 11 is pushed by the hydraulic piston 12 and drained from the drain port 20 to the pump pipe 21. At this time, on the other hand, the hydraulic piston 15 which is interlocked with the same piston 5 is also pushed down at the same time, and the water in the cylinder chamber 14 is sent into the cylinder chamber 13 via the check valve.

【0027】ピストン5および水圧ピストン12が下死
点に達した次の瞬間、前記空気経路が切り替わり、ピス
トン5は上昇を始める。これに伴って、水圧ピストン1
2、15も上昇を始め、シリンダ室10内の水を逆止弁
を介してシリンダ室11に移動すると共に、前記水圧ピ
ストン12が、上昇を始めた時、シリンダ室11内は、
瞬間的に真空状態となり、この状態で、なお、水圧ピス
トン12、15が上昇を続けるから、貯水池8の水を吸
引すると共に、このシリンダの途中に設けられた空気取
入れ口18を前記水圧ピストン12が経過すると、この
空気取入れ口18から、空気がシリンダ室11内に入り
込む。すなわち、シリンダ室11内は、最初は、水で充
満されているが、途中から流入する空気が混在した状態
となる。
At the next moment when the piston 5 and the hydraulic piston 12 reach the bottom dead center, the air path is switched and the piston 5 starts rising. Along with this, the hydraulic piston 1
2 and 15 also start to rise, move the water in the cylinder chamber 10 to the cylinder chamber 11 via the check valve, and when the hydraulic piston 12 starts to rise, the inside of the cylinder chamber 11 becomes:
A vacuum state is momentarily set, and in this state, the hydraulic pistons 12 and 15 continue to move upward, so that the water in the reservoir 8 is sucked and the air intake port 18 provided in the middle of the cylinder is connected to the hydraulic piston 12. After the passage of, air enters the cylinder chamber 11 through the air intake port 18. That is, the inside of the cylinder chamber 11 is initially filled with water, but the air flowing in from the middle is mixed.

【0028】次に、水圧ピストン12が上死点に達し、
次の瞬間、水圧ピストン12が下降を始めると、シリン
ダ室11内の水と空気の混合は、下方に押されるが、特
に、シリンダ室11内の空気は圧縮される。水と混在し
た形で水圧ピストン12が押し下げられると、内部の空
気は、さらに、圧縮され、圧力が所定の値を越えると、
吐出弁等が開放されて、排水口20にもうけられた水と
共に排水口20から外部に放出される。この時、圧縮さ
れた空気は、加圧状態から開放されて膨脹するととも
に、水を混在した状態で水を排水口20から、揚水パイ
プ21を介して外部の給水タンク22まで押し上げる。
Next, the hydraulic piston 12 reaches the top dead center,
When the hydraulic piston 12 starts descending at the next moment, the mixture of water and air in the cylinder chamber 11 is pushed downward, but in particular, the air in the cylinder chamber 11 is compressed. When the hydraulic piston 12 is pushed down while being mixed with water, the air inside is further compressed, and when the pressure exceeds a predetermined value,
The discharge valve or the like is opened, and the water stored in the drainage port 20 is discharged to the outside from the drainage port 20. At this time, the compressed air is released from the pressurized state and expands, and also pushes the water in a mixed state from the drain port 20 to the external water supply tank 22 via the pumping pipe 21.

【0029】一方、シリンダ室10、11の他方側のシ
リンダ室13、14でも同じ工程が繰り返され、水圧ピ
ストン15は、押し下げられて、給水口17から入り込
んだシリンダ室14の水をシリンダ室13に移動させ
る。この時、該水圧シリンダ15がシリンダ室13、1
4の途中の所定位置を経過すると、負圧が生じて外部の
空気を空気取入れ口19からシリンダ室13に取り込
み、水圧ピストン15が、上昇するに従い、該空気が圧
縮されて、所定圧力になると、吐出弁等の開放によりこ
の圧力が開放されて、空気の混在した水を排水口20か
ら外部の給水タンク22まで、水を押し上げる。
On the other hand, the same process is repeated in the cylinder chambers 13 and 14 on the other side of the cylinder chambers 10 and 11, and the hydraulic piston 15 is pushed down and the water in the cylinder chamber 14 that has entered through the water supply port 17 is pushed into the cylinder chamber 13. Move to. At this time, the hydraulic cylinder 15 moves into the cylinder chambers 13, 1
When a predetermined position in the middle of 4 is passed, negative pressure is generated and external air is taken into the cylinder chamber 13 from the air intake port 19, and as the hydraulic piston 15 rises, the air is compressed to a predetermined pressure. The pressure is released by opening the discharge valve, etc., and pushes the water mixed with air from the drain port 20 to the external water supply tank 22.

【0030】本実施例の水路系においては、シリンダ室
10、11、13、14および水圧ピストン12、15
の直径を1400mm、水圧ピストン12、15のスト
ロークを250mmとした。また、これらのシリンダ室
10、11および13、14の中間に、排水口20を設
け、この排水口20には、直径300mmφのものを使
用した。さらに、空気取入れ口18、19は、5インチ
のパイプのものを使用し、かつ、その取付け位置は、そ
れぞれの水圧ピストンのストロークの中点、すなわち、
12.5cmの位置にそれぞれ設けた。
In the water channel system of this embodiment, the cylinder chambers 10, 11, 13, 14 and the hydraulic pistons 12, 15 are used.
Has a diameter of 1400 mm, and the strokes of the hydraulic pistons 12 and 15 are 250 mm. A drain port 20 was provided in the middle of the cylinder chambers 10, 11 and 13, 14 and the drain port 20 had a diameter of 300 mmφ. Further, the air intake ports 18 and 19 are made of 5-inch pipes, and the mounting positions thereof are the midpoints of the strokes of the respective hydraulic pistons, that is,
It was provided at a position of 12.5 cm.

【0031】本実施例においては、このような空気ピス
トン5を有するエアシリンダ4と、これに連動する二組
の水圧ピストン12、15を有する水圧シリンダ9から
なるものを並列に配置して構成したが、これは、空気ピ
ストン5の運動に伴って、これに連動する一組の水圧ピ
ストンが上下して水を取入れ、空気を取入れて、この空
気の圧縮力を利用して揚水するもので有ってもよいし、
また、並列に配置するものに限らず、単独のもの、三
組、四組を並列にするものなどであってもよい。並列に
配置するものや、二組の水圧ピストンを有するものの方
が、弁調整は複雑になるが、空気の圧縮の回数が増える
ので、揚水に際して平滑した運転が可能となる。
In this embodiment, an air cylinder 4 having such an air piston 5 and a hydraulic cylinder 9 having two sets of hydraulic pistons 12 and 15 interlocking with the air cylinder 4 are arranged in parallel. However, this is one in which a pair of hydraulic pistons interlocking with this move up and down to take in water as the air piston 5 moves, take in air, and use the compressive force of this air to pump water. You can
Further, it is not limited to those arranged in parallel, and may be a single one, three sets, or four sets arranged in parallel. Valves arranged in parallel or having two sets of hydraulic pistons require more complicated valve adjustment, but since the number of times air is compressed increases, smooth operation is possible during pumping.

【0032】なお、本発明のリサイクル増圧装置の実施
例で2段の往復動型圧縮機を2台直列に使用したが、1
段と2段、1段と3段、1段と4段等であつてもよい。
この本発明のリサイクル増圧装置を備えた揚水機は、前
述の特願平5−80059号明細書に記載された発電シ
ステムに利用しても良いものである。
In the embodiment of the recycle pressure booster of the present invention, two two-stage reciprocating compressors were used in series.
The number of steps may be two, one, three and one, four and the like.
The pumping machine provided with the recycle pressure boosting device of the present invention may be used in the power generation system described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 5-80059.

【0033】図3は、このような揚水機を利用して発電
をする概略を示したものである。このような発電システ
ムにおいては、蓄圧(高圧)タンク32、増圧圧縮機7
2、74からの加圧された圧搾空気を蓄え、増圧圧縮機
72、74には、自家発電が開始されるまでは、商用電
源で運転され、自家発電後は、商用電源から自家電源に
切換えて使用されるよう構成される。なお、33は、エ
アレシーバ(中継タンク)であり、前記蓄圧タンク32
からの圧搾空気を切換弁34、34´に送る。なお、7
1は低圧タンク、73は中圧タンクであり、共に圧搾空
気を蓄えるものである。
FIG. 3 shows an outline of power generation using such a pump. In such a power generation system, the accumulator (high pressure) tank 32, the booster compressor 7
Pressurized compressed air from 2, 74 is stored, and the booster compressors 72, 74 are operated by commercial power until private power generation is started, and after private power generation, commercial power is switched to private power. It is configured to be used by switching. In addition, 33 is an air receiver (relay tank), and the accumulator tank 32.
And sends compressed air from the switch valves 34, 34 '. In addition, 7
Reference numeral 1 is a low-pressure tank, and 73 is a medium-pressure tank, both of which store compressed air.

【0034】本実施例に係る発電システムでは、4ポー
ト2位置の回転式切換弁を使用し、この切換弁34の動
力として0.75KwのKS型電動機を使用した。この
切換弁34、34´では、還流配管76からの残圧空気
は、増圧回路77に流れるように構成され、該増圧回路
77で、低圧タンク71、第1増圧圧縮機72、中圧タ
ンク73、第2増圧圧縮機74を通ることにより増圧さ
れて前記蓄圧(高圧)タンク32に圧入されるように構
成される。本実施例では、この回転式切換弁を2個3
4、34´使用し、それぞれ圧搾空気の送受を切換える
ように構成される。圧搾空気は、前記切換弁34で送受
が切換えられて、順次、揚水機35、35´、36、3
6´内のエアシリンダ内のピストンを往復運動させる。
このエアシリンダ内のピストンの運動に連動して揚水機
シリンダ内の水圧ピストンが往復し、内部の水を吸引さ
れた空気と一緒に給水タンク37に揚水する。給水タン
ク37では、一旦、揚水された水を蓄えた後、これを放
水し、その落差により、水車38を回し、これによって
発電機39を運転し、所定の発電量を得るようにしてい
る。
In the power generation system according to the present embodiment, a 4-port 2-position rotary switching valve was used, and a 0.75 Kw KS type electric motor was used as the power for the switching valve 34. In the switching valves 34 and 34 ', the residual pressure air from the recirculation pipe 76 is configured to flow to the pressure increasing circuit 77, and the low pressure tank 71, the first pressure increasing compressor 72, the middle The pressure is increased by passing through the pressure tank 73 and the second pressure-increasing compressor 74, and the pressure is increased and the pressure-accumulated (high-pressure) tank 32 is press-fitted. In this embodiment, two rotary switching valves are provided.
4, 34 'are used, and the compressed air is sent and received respectively. Transmission and reception of the compressed air is switched by the switching valve 34, and the pumping machines 35, 35 ', 36, 3 are sequentially arranged.
The piston in the air cylinder in 6'is reciprocated.
The hydraulic piston in the pump cylinder reciprocates in association with the movement of the piston in the air cylinder, and pumps the water inside the water tank 37 together with the sucked air. In the water supply tank 37, the pumped water is once stored and then discharged, and the water wheel 38 is rotated by the drop of the pumped water, thereby operating the generator 39 to obtain a predetermined amount of power generation.

【0035】以上のように構成された揚水機は、所定の
水圧下に配置し、この水圧下で水と共に空気を一緒に吸
い込んで、水と空気を一緒に圧縮し、しかる後、この空
気への加圧を開放し、その膨脹力を利用して、水と空気
の混合を所定の高さまで容易に揚水することができ、本
実施例に係るリサイクル増圧装置に使用と相待って、極
めて、高効率な発電を行うことができる。
The water pump constructed as described above is arranged under a predetermined water pressure, and under this water pressure, air and air are sucked together, and the water and air are compressed together. By releasing the pressurization, the mixture of water and air can be easily pumped up to a predetermined height by utilizing its expansion force, and it is extremely useful after being used in the recycle booster according to this embodiment. It is possible to generate electricity with high efficiency.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明した如く、本発明は、揚水機お
よびこれを利用する発電システムにおいて、還流配管の
空気圧源側に、残圧空気を蓄える低圧タンクと、該低圧
タンクから残圧空気を吸い込む第1増圧圧縮機と、該第
1増圧圧縮機の吐出圧搾空気を蓄え圧力変動を防止する
中圧タンクと、該中圧タンクからの中圧圧搾空気を所定
圧力値まで加圧する第2増圧圧縮機と、該第2増圧圧縮
機の吐出圧搾空気を蓄え圧力変動を防止する高圧タンク
と、該高圧タンクの圧搾空気を中継するレシーバタンク
とを直列に接続配置し、該レシーバタンクを前記供給配
管に接続して構成し、前記第1、第2の増圧圧縮機をそ
れぞれ段数を選定できる往復動型圧縮機としたことを特
徴とする。
As described above, according to the present invention, in a water pump and a power generation system using the same, a low pressure tank for storing residual pressure air on the air pressure source side of a return pipe and residual pressure air from the low pressure tank. A first pressure boosting compressor for sucking in, a medium pressure tank for storing discharge compressed air of the first pressure boosting compressor to prevent pressure fluctuation, and a first pressure boosting medium pressure compressed air from the medium pressure tank to a predetermined pressure value 2. A booster compressor, a high-pressure tank that stores the compressed air discharged from the second booster compressor and prevents pressure fluctuations, and a receiver tank that relays the compressed air from the high-pressure tank are connected in series, and the receiver is provided. A tank is connected to the supply pipe, and the first and second booster compressors are reciprocating compressors in which the number of stages can be selected.

【0037】したがって、第1、第2の増圧圧縮機とし
てそれぞれ段数のある往復動型圧縮機とすることがで
き、またそれを2台直列に設けたので、1台の1段の往
復動型圧縮機を使用するのと比べて、仕事量が少なくて
すみ、かつ、2台直列に配置したため、段数を少ないも
のにできるため、段数の多い大容量の往復動型圧縮機に
比してイニシャルコストも低減できる。そして、まだ残
圧(プラス圧)のある圧搾空気を所定値(5kg/cm
2 )に加圧できるので、外気導入のようなゼロから加圧
するのに比し、省エネルギーであり、無駄がなく、更に
揚水機、およびこれを利用する発電システムをより高効
率なものにすることができる。
Therefore, the first and second booster compressors can be reciprocating compressors each having a number of stages, and since two compressors are provided in series, one reciprocating compressor with one stage can be used. Compared with using a type compressor, it requires less work, and because two units are arranged in series, the number of stages can be reduced, so compared to a large-capacity reciprocating compressor with many stages. Initial cost can also be reduced. Then, compressed air with a residual pressure (plus pressure) is kept at a predetermined value (5 kg / cm
Since it can pressurize to 2), it is more energy-saving and less wasteful than pressurizing from zero such as the introduction of outside air, and it is intended to make the pump and the power generation system using it more efficient. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る圧搾空気の増圧装置の実施例の斜
視図。
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a pressure booster for compressed air according to the present invention.

【図2】本発明に係る圧搾空気の増圧装置を揚水機に適
用した実施例を示す図。
FIG. 2 is a view showing an embodiment in which the compressed air pressure increasing device according to the present invention is applied to a pump.

【図3】本発明に係る圧搾空気の増圧装置を揚水機を利
用した発電システムに適用した概要図。
FIG. 3 is a schematic diagram in which the compressed air pressure increasing device according to the present invention is applied to a power generation system using a pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・切換弁、 2・・・供給配管、 3・・・還流配管、 4・・・エアシリンダ、 5・・・ピストン、 6、7・・・圧力室、 8・・・貯水池、 9・・・水圧シリンダ、 10、11・・・シリンダ室、 12・・・水圧ピストン、 13、14・・・シリンダ室、 15・・・水圧ピストン、 16、17・・・給水口、 18、19・・・空気取入れ口、 20・・・排水口、 21・・・揚水パイプ、 22・・・給水タンク、 32・・・タンク、 34・・・切換弁、 35・・・揚水機、 37・・・給水タンク、 38・・・水車、 39・・・発電機、 51・・・低圧タンク、 52・・・圧縮機、 52・・・第1増圧圧縮機、 52a・・・ケーシング、 53・・・タンク、 53・・・中圧タンク、 54・・・第2増圧圧縮機、 55・・・高圧タンク、 56・・・レシーバタンク、 57・・・外気導入配管、 58・・・操作弁、 59、60・・・配管、 61・・・操作弁、 62・・・配管、 63・・・ドレンコック、 64・・・配管、 65・・・操作弁、 66・・・ドレンコック、 67、68・・・配管、 71・・・低圧タンク、 72・・・第1増圧圧縮機、 73・・・中圧タンク、 74・・・第2増圧圧縮機、 76・・・還流配管、 77・・・増圧回路、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Switching valve, 2 ... Supply pipe, 3 ... Reflux pipe, 4 ... Air cylinder, 5 ... Piston, 6, 7 ... Pressure chamber, 8 ... Reservoir, 9 ... hydraulic cylinder, 10, 11 ... cylinder chamber, 12 ... hydraulic piston, 13, 14 ... cylinder chamber, 15 ... hydraulic piston, 16, 17 ... water supply port, 18, 19 ... Air intake port, 20 ... Drain port, 21 ... Pumping pipe, 22 ... Water supply tank, 32 ... Tank, 34 ... Switching valve, 35 ... Pumping machine, 37 ... ..Water supply tank, 38 ... water turbine, 39 ... generator, 51 ... low pressure tank, 52 ... compressor, 52 ... first booster compressor, 52a ... casing, 53 ... Tank, 53 ... Medium pressure tank, 54 ... Second booster compressor, 55 ... Pressure tank, 56 ... Receiver tank, 57 ... Outside air introduction pipe, 58 ... Operation valve, 59, 60 ... Piping, 61 ... Operation valve, 62 ... Piping, 63 ... Drain cock, 64 ... Piping, 65 ... Operation valve, 66 ... Drain cock, 67, 68 ... Piping, 71 ... Low-pressure tank, 72 ... First booster compressor, 73 ... Medium pressure tank, 74 ... Second booster compressor, 76 ... Reflux pipe, 77 ... Booster circuit,

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の水圧下に配置され、圧搾空気の供給
および還流配管への送受を切換えることにより往復運動
するピストンを備えたエアシリンダと、該エアシリンダ
のピストンと同軸上にあり連動して往復運動する水圧ピ
ストンを有する水圧シリンダと、該水圧シリンダの途中
に設けられて、前記水圧ピストンの往復運動時シリンダ
室室内の負圧により、所定の水圧下の水と共に外気をシ
リンダ室の水中に取り入れる空気取入れ孔と、水圧ピス
トンの往復運動によりシリンダ室室内の空気の混在した
水を所定値まで圧縮して放出する排出孔とを有する揚水
機およびこれを利用する発電システムにおいて、前記還
流配管の空気圧源側に、残圧空気を蓄える低圧タンク
と、該低圧タンクから残圧空気を吸い込む第1増圧圧縮
機と、該第1増圧圧縮機の吐出圧搾空気を蓄え圧力変動
を防止する中圧タンクと、該中圧タンクからの中圧圧搾
空気を所定圧力値まで加圧する第2増圧圧縮機と、該第
2増圧圧縮機の吐出圧搾空気を蓄え圧力変動を防止する
高圧タンクと、該高圧タンクの圧搾空気を中継するレシ
ーバタンクとを直列に接続配置し、該レシーバタンクを
前記供給配管に接続して構成し、前記第1、第2の増圧
圧縮機をそれぞれ段数を選定できる往復動型圧縮機とし
たことを特徴とするリサイクル増圧装置。
1. An air cylinder, which is arranged under a predetermined water pressure and has a piston that reciprocates by switching the supply of compressed air and the sending and receiving of compressed air, and a piston of the air cylinder that is coaxial and interlocks. And a hydraulic cylinder having a hydraulic piston that reciprocates, and is provided in the middle of the hydraulic cylinder, and when the hydraulic piston reciprocates, the negative pressure in the cylinder chamber causes the outside air and the water in the cylinder chamber to flow under the predetermined hydraulic pressure. A pumping machine having an air intake hole to be taken in and a discharge hole for compressing and discharging water mixed with air in the cylinder chamber chamber to a predetermined value by the reciprocating motion of a hydraulic piston, and a power generation system using the pumping machine, wherein the reflux pipe A low pressure tank for storing residual pressure air, a first booster compressor for sucking the residual pressure air from the low pressure tank, and the first booster pressure A medium pressure tank for storing compressed air discharged from the machine and preventing pressure fluctuation; a second pressure boosting compressor for pressurizing the medium pressure compressed air from the medium pressure tank to a predetermined pressure value; and a second pressure boosting compressor A high-pressure tank that stores discharged compressed air and prevents pressure fluctuations, and a receiver tank that relays compressed air in the high-pressure tank are connected in series, and the receiver tank is connected to the supply pipe. , The second pressure boosting compressor is a reciprocating compressor whose number of stages can be selected.
【請求項2】前記第1、第2の増圧圧縮機が2段の往復
動型圧縮機である請求項1記載のリサイクル増圧装置。
2. The recycling pressure boosting apparatus according to claim 1, wherein the first and second pressure boosting compressors are two-stage reciprocating compressors.
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