JPH10225018A - 深夜蓄圧方法および装置 - Google Patents
深夜蓄圧方法および装置Info
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- JPH10225018A JPH10225018A JP9021391A JP2139197A JPH10225018A JP H10225018 A JPH10225018 A JP H10225018A JP 9021391 A JP9021391 A JP 9021391A JP 2139197 A JP2139197 A JP 2139197A JP H10225018 A JPH10225018 A JP H10225018A
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- Y02P90/50—Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect
Abstract
(57)【要約】
【課題】 液化空気を利用した深夜蓄圧装置を提供す
る。 【解決手段】 この深夜蓄圧装置は、誘導電動機兼誘導
発電機２と、空気を圧縮・冷却して液化空気にする機能
と、高圧空気を膨張させタービンを駆動する機能とを兼
用した圧縮兼膨張機４と、液化空気を蓄める圧力タンク
６と、圧力タンク６から取出された液化空気を気化する
気化器１６と、気化した空気を加熱して高圧空気とする
加熱器１８と、高圧空気を蓄める高圧空気溜めタンク２
０とを基本的に備えている。
る。 【解決手段】 この深夜蓄圧装置は、誘導電動機兼誘導
発電機２と、空気を圧縮・冷却して液化空気にする機能
と、高圧空気を膨張させタービンを駆動する機能とを兼
用した圧縮兼膨張機４と、液化空気を蓄める圧力タンク
６と、圧力タンク６から取出された液化空気を気化する
気化器１６と、気化した空気を加熱して高圧空気とする
加熱器１８と、高圧空気を蓄める高圧空気溜めタンク２
０とを基本的に備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用電力の昼夜間
の負荷平準化のための深夜蓄圧方法および装置に関し、
特に空気を液化して深夜蓄圧を行う方法および装置に関
するものである。
の負荷平準化のための深夜蓄圧方法および装置に関し、
特に空気を液化して深夜蓄圧を行う方法および装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】工場，ビルなどにおいて使用する電力の
昼夜間の負荷平準化策には、現在のところ、（１）深夜
蓄熱，（２）深夜蓄電，（３）深夜蓄圧等の手法があ
る。しかし、一般にいずれの手法も、小規模，高コスト
であり、実用に供するには不十分である。ただ、深夜蓄
圧は、外国において岩塩を採掘した跡の洞窟等、巨大な
耐圧空間等を利用し、夜間の安価な電力を利用し、これ
に圧縮空気を溜めておき、昼間これを放出・発電してい
る例がある。しかしながら、我が国においてはこういう
立地に恵まれていない。
昼夜間の負荷平準化策には、現在のところ、（１）深夜
蓄熱，（２）深夜蓄電，（３）深夜蓄圧等の手法があ
る。しかし、一般にいずれの手法も、小規模，高コスト
であり、実用に供するには不十分である。ただ、深夜蓄
圧は、外国において岩塩を採掘した跡の洞窟等、巨大な
耐圧空間等を利用し、夜間の安価な電力を利用し、これ
に圧縮空気を溜めておき、昼間これを放出・発電してい
る例がある。しかしながら、我が国においてはこういう
立地に恵まれていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の手法のうち特に深夜蓄圧に着目し、この深夜蓄圧を利
用し産業界一般に利用できるような深夜蓄圧方法および
装置を提供することにある。
の手法のうち特に深夜蓄圧に着目し、この深夜蓄圧を利
用し産業界一般に利用できるような深夜蓄圧方法および
装置を提供することにある。
【０００４】本発明の他の目的は、工場，ビル等におい
て発生する産業用廃熱を有効に利用することを図った深
夜蓄圧方法および装置を提供することにある。
て発生する産業用廃熱を有効に利用することを図った深
夜蓄圧方法および装置を提供することにある。
【０００５】本発明のさらに他の目的は、昼間に電力を
回生できるのみならず、冷凍，空調にも使用できる深夜
蓄圧装置を提供することにある。
回生できるのみならず、冷凍，空調にも使用できる深夜
蓄圧装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、深夜蓄圧に利
用する媒体として液化空気を用いることに着目した。本
発明によれば、夜間電力を利用して空気を冷却・圧縮し
て液化空気としてこれを蓄え、昼間に、液化空気を気化
・膨張させて、タービンを駆動してエネルギーを回収し
て発電する。
用する媒体として液化空気を用いることに着目した。本
発明によれば、夜間電力を利用して空気を冷却・圧縮し
て液化空気としてこれを蓄え、昼間に、液化空気を気化
・膨張させて、タービンを駆動してエネルギーを回収し
て発電する。
【０００７】また本発明は、液体空気の気化・膨張に要
する気化潜熱および膨張用加熱熱源に、新たに優良高価
なる加熱エネルギーを使用することなく、工場やビル内
で発生する産業用廃熱を利用することを特徴とする。
する気化潜熱および膨張用加熱熱源に、新たに優良高価
なる加熱エネルギーを使用することなく、工場やビル内
で発生する産業用廃熱を利用することを特徴とする。
【０００８】産業用廃熱の例としては、空調用熱交換器
で加熱された空気、あるいは昼間に運転使用されている
内燃発電機の無駄に排出放棄されているエンジンのジャ
ケット冷却熱（７５〜８０℃）、あるいは機関の排ガス
（４００〜４５０℃）などがある。
で加熱された空気、あるいは昼間に運転使用されている
内燃発電機の無駄に排出放棄されているエンジンのジャ
ケット冷却熱（７５〜８０℃）、あるいは機関の排ガス
（４００〜４５０℃）などがある。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
深夜蓄圧装置の一実施例の構成を示す。
深夜蓄圧装置の一実施例の構成を示す。
【００１０】この深夜蓄圧装置は、誘導電動機兼誘導発
電機２と、空気を圧縮・冷却して液化空気にする機能
と、高圧空気を膨張させタービンを駆動する機能とを兼
用した圧縮兼膨張機４と、液化空気を蓄める圧力タンク
６と、圧力タンク６から取出された液化空気を気化する
気化器１６と、気化した空気を加熱して高圧空気とする
加熱器１８と、高圧空気を蓄める高圧空気溜めタンク２
０とを基本的に備えている。
電機２と、空気を圧縮・冷却して液化空気にする機能
と、高圧空気を膨張させタービンを駆動する機能とを兼
用した圧縮兼膨張機４と、液化空気を蓄める圧力タンク
６と、圧力タンク６から取出された液化空気を気化する
気化器１６と、気化した空気を加熱して高圧空気とする
加熱器１８と、高圧空気を蓄める高圧空気溜めタンク２
０とを基本的に備えている。
【００１１】誘導電動機兼誘導発電機は、空気を圧縮す
る際の誘導電動機としての機能と、高圧空気の膨張によ
って駆動されるタービンに連結され発電する誘導発電機
としての機能とを兼ね備えている。
る際の誘導電動機としての機能と、高圧空気の膨張によ
って駆動されるタービンに連結され発電する誘導発電機
としての機能とを兼ね備えている。
【００１２】また、圧縮兼膨張機はエアータービンを備
え、空気を圧縮する圧縮機としての機能と、膨張した高
圧空気によってエアータービンを駆動する膨張機として
の機能を兼ね備えている。
え、空気を圧縮する圧縮機としての機能と、膨張した高
圧空気によってエアータービンを駆動する膨張機として
の機能を兼ね備えている。
【００１３】以上は機能を兼用したものであるが、必ず
しも兼用に拘泥することなく、それぞれ別個の機能をも
つ電動機・圧縮機ならびにエアータービン・発電機を持
ちうることも当然可能である。
しも兼用に拘泥することなく、それぞれ別個の機能をも
つ電動機・圧縮機ならびにエアータービン・発電機を持
ちうることも当然可能である。
【００１４】また以上の構成では、気化器１６と加熱器
１８とを別構造としたが、気化器と加熱器を一体とした
構造のものとしても良い。
１８とを別構造としたが、気化器と加熱器を一体とした
構造のものとしても良い。
【００１５】図１の実施例では、この深夜蓄圧装置を、
工場やビルに設置した場合、空調の機能も実現できるよ
うに空調用熱交換器１０を付加した例を示している。こ
の外にも、冷凍機を付加して冷凍機能を有するようにす
ることもできる。
工場やビルに設置した場合、空調の機能も実現できるよ
うに空調用熱交換器１０を付加した例を示している。こ
の外にも、冷凍機を付加して冷凍機能を有するようにす
ることもできる。
【００１６】以上のような構成の深夜蓄圧装置におい
て、気化器および加熱器で膨大な気化潜熱および膨張用
の加熱のための熱源を必要とする。このような熱源を供
給するための設備を新たに設けることは経済的でない。
そこで本発明では、この熱源として産業用廃熱を利用す
る。
て、気化器および加熱器で膨大な気化潜熱および膨張用
の加熱のための熱源を必要とする。このような熱源を供
給するための設備を新たに設けることは経済的でない。
そこで本発明では、この熱源として産業用廃熱を利用す
る。
【００１７】なお、本実施例では、産業用廃熱として、
エンジン（図示せず）のジャケット冷却水および高温排
気ガスを利用するものとする。
エンジン（図示せず）のジャケット冷却水および高温排
気ガスを利用するものとする。
【００１８】次に、この深夜蓄圧装置の動作を説明す
る。
る。
【００１９】夜間に、深夜電力により誘導電動機兼誘導
発電機２を駆動し、圧縮兼膨張機４を作動させて、空気
を圧縮・冷却し、これを液化する。液化温度は、マイナ
ス二百数十度である。液化された空気を圧力タンク６に
貯蔵する。このとき、バルブＡ1 ，Ａ2 ，Ａ3 は開放さ
れ、バルブＢ1 ，Ｂ2 ，Ｃ1 ，Ｃ2 は閉鎖され、液化空
気はポンプ８により、圧力タンク６に送られる。
発電機２を駆動し、圧縮兼膨張機４を作動させて、空気
を圧縮・冷却し、これを液化する。液化温度は、マイナ
ス二百数十度である。液化された空気を圧力タンク６に
貯蔵する。このとき、バルブＡ1 ，Ａ2 ，Ａ3 は開放さ
れ、バルブＢ1 ，Ｂ2 ，Ｃ1 ，Ｃ2 は閉鎖され、液化空
気はポンプ８により、圧力タンク６に送られる。
【００２０】昼間のエネルギー回生時には、圧力タンク
６に溜められた液化空気を気化・膨張させ、エアーター
ビンにより発電機を駆動し、エネルギー回収を行う。こ
の場合、発電機は、誘導電動機兼誘導発電機２を誘導発
電機として機能させたものを用い、また、エアータービ
ンは、圧縮兼膨張機４を膨張機として機能させたものを
用いる。
６に溜められた液化空気を気化・膨張させ、エアーター
ビンにより発電機を駆動し、エネルギー回収を行う。こ
の場合、発電機は、誘導電動機兼誘導発電機２を誘導発
電機として機能させたものを用い、また、エアータービ
ンは、圧縮兼膨張機４を膨張機として機能させたものを
用いる。
【００２１】このとき、バルブＡ1 ，Ａ2 ，Ａ3 は閉じ
られ、バルブＢ1 ，Ｂ2 ，Ｃ1 ，Ｃ 2 は開放される。圧
力タンク６の液化空気は、ポンプ８により空調用熱交換
器１０へ送られる。熱交換器１０では、モータ１２によ
り駆動されるファン１４により２０℃〜４０℃の空気が
送られ、冷却された空気が排出される。このような冷却
空気は、例えば、工場，ビルなどの空調に利用すること
ができる。
られ、バルブＢ1 ，Ｂ2 ，Ｃ1 ，Ｃ 2 は開放される。圧
力タンク６の液化空気は、ポンプ８により空調用熱交換
器１０へ送られる。熱交換器１０では、モータ１２によ
り駆動されるファン１４により２０℃〜４０℃の空気が
送られ、冷却された空気が排出される。このような冷却
空気は、例えば、工場，ビルなどの空調に利用すること
ができる。
【００２２】熱交換器１０を出た液化空気は、気化器１
６へ送られ、ここで気体に戻される。気化器１６には、
７５〜８０℃のエンジンジャケット冷却水を循環させ、
液体空気を気化させる。この場合、液化空気の気化温度
がマイナス二百数十度という極低温のため、低温，低級
なる産業用廃熱であるエンジンジャケットの冷却水をも
って充分なる気化潜熱を得ることができる。気化した空
気は、加熱器１８に送られる。
６へ送られ、ここで気体に戻される。気化器１６には、
７５〜８０℃のエンジンジャケット冷却水を循環させ、
液体空気を気化させる。この場合、液化空気の気化温度
がマイナス二百数十度という極低温のため、低温，低級
なる産業用廃熱であるエンジンジャケットの冷却水をも
って充分なる気化潜熱を得ることができる。気化した空
気は、加熱器１８に送られる。
【００２３】なお、気化した空気が高温高圧となり、こ
れが圧力タンク６へ逆圧逆流化しないよう、このポンプ
８は、この運転時には逆止機能を付加したものを用い
る。
れが圧力タンク６へ逆圧逆流化しないよう、このポンプ
８は、この運転時には逆止機能を付加したものを用い
る。
【００２４】加熱器１８は、エンジンから排出される４
００〜４５０℃の高温ガスが循環されており、気化空気
はこの加熱器１８の中で加熱・膨張されて、高温・高圧
空気となる。この高圧空気は、高圧空気溜めタンク２０
に送られ溜められる。
００〜４５０℃の高温ガスが循環されており、気化空気
はこの加熱器１８の中で加熱・膨張されて、高温・高圧
空気となる。この高圧空気は、高圧空気溜めタンク２０
に送られ溜められる。
【００２５】高圧空気を、先に液化に使用した圧縮・膨
張機の高圧段側に吹き込み、これによりタービンを回転
させ、膨張化の上、大気に放出する。このように、液体
空気を瞬間的・爆発的に気化・膨張させてエネルギー回
生を行う。
張機の高圧段側に吹き込み、これによりタービンを回転
させ、膨張化の上、大気に放出する。このように、液体
空気を瞬間的・爆発的に気化・膨張させてエネルギー回
生を行う。
【００２６】以上のように、蓄圧・膨張サイクルを繰り
返し、昼夜間運転を行う。
返し、昼夜間運転を行う。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、産業界一般に利用可能
な深夜蓄圧装置を実現できる。今後、産業社会において
産廃物の事故処理義務を課せられる機運にあることから
鑑みても、本発明は今後エコロジカルなエネルギーシス
テムを提供することができる。
な深夜蓄圧装置を実現できる。今後、産業社会において
産廃物の事故処理義務を課せられる機運にあることから
鑑みても、本発明は今後エコロジカルなエネルギーシス
テムを提供することができる。
【００２８】さらに本発明によれば、小型安全なシステ
ムを構築することが可能となる。
ムを構築することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例の深夜蓄圧装置の構成を示す
図である。
図である。
２ 誘導電動機兼誘導発電機 ４ 圧縮兼膨張機 ６ 圧力タンク ８ ポンプ １０ 空調用熱交換器 １６ 気化器 １８ 加熱器 ２０ 高圧空気溜めタンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 勇 大阪府大阪市中央区北久宝寺町２丁目５番 ９号 飛栄大阪ビル・８階 株式会社セー ミツ内
Claims (10)
- 【請求項１】夜間電力を用いて空気を冷却・圧縮して液
化空気として貯蔵し、 昼間に、前記液化空気を気化・膨張させて、タービンを
駆動し発電を行う、ことを特徴とする深夜蓄圧方法。 - 【請求項２】前記液化空気を気化・膨張させる際の熱源
として、産業用廃熱を利用することを特徴とする請求項
１記載の深夜蓄圧方法。 - 【請求項３】前記貯蔵された液化空気を用いて、冷凍お
よび／または空調を行うことを特徴とする請求項２記載
の深夜蓄圧方法。 - 【請求項４】夜間電力を用いて空気を冷却・圧縮して液
化空気として貯蔵する手段と、 昼間に、前記液化空気を気化・膨張させて、タービンを
駆動し発電を行う手段と、を備えることを特徴とする深
夜蓄圧装置。 - 【請求項５】前記液化空気を気化・膨張させる際の熱源
として、産業用廃熱を利用することを特徴とする請求項
３記載の深夜蓄圧装置。 - 【請求項６】前記貯蔵された液化空気を用いて、冷凍お
よび／または空調を行う手段をさらに備えることを特徴
とする請求項５記載の深夜蓄圧装置。 - 【請求項７】電動機および発電機を兼ねる電動機兼発電
機と、 前記電動機兼発電機に機械的に連結され、タービンを有
する圧縮兼膨張機と、 前記圧縮兼膨張機により冷却・圧縮されて得られた液化
空気を貯蔵する圧力タンクと、 前記圧力タンクより取出された液化空気を気化する気化
器と、 気化した空気を加熱する加熱器と、 加熱されて高圧となった空気を貯蔵する高圧空気溜めタ
ンクとを備え、 夜間電力を利用して前記電動機兼発電機を電動機として
働かせ、前記圧縮兼膨張機を圧縮機として働かせて空気
を冷却・圧縮して液化空気とし、前記圧力タンクに貯蔵
し、 昼間は、前記圧力タンクより取出した液化空気を前記気
化器に送り気化し、気化した空気を前記加熱器で加熱し
て高圧空気とし、これを前記高圧空気溜めタンクに貯蔵
し、タンクより取出した高圧空気を、前記圧縮兼膨張機
に送り、圧縮兼膨張機を膨張機として働かせ、タービン
を駆動し、前記電動機兼発電機を発電機として働かせ電
力回生を行うことを特徴とする深夜蓄圧装置。 - 【請求項８】前記気化器および加熱器の熱源として産業
用廃熱を利用することを特徴とする請求項７記載の深夜
蓄圧装置。 - 【請求項９】前記電動機兼発電機は、誘導電動機兼誘導
発電機であることを特徴とする請求項７または８記載の
深夜蓄圧装置。 - 【請求項１０】前記圧力タンクに貯蔵された液化空気を
用いる冷凍装置および／または空調用熱交換器を備える
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の深夜
蓄圧装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021391A JPH10225018A (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 深夜蓄圧方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021391A JPH10225018A (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 深夜蓄圧方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225018A true JPH10225018A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12053776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9021391A Pending JPH10225018A (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 深夜蓄圧方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10225018A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223817A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Toyota Motor Corp | 車両のエネルギ回生装置 |
| CN102606309A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-07-25 | 山东大学 | 新型压缩空气储能系统 |
| JP2013515945A (ja) * | 2009-12-24 | 2013-05-09 | ジェネラル コンプレッション インコーポレイテッド | 圧縮及び／又は膨張装置内の伝熱を最適化する方法及び装置 |
| CN104410171A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-11 | 江苏太阳宝新能源有限公司 | 一种用于智能电网的储能方法及其装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62196031A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-29 | 株式会社前川製作所 | エネルギ−可逆変換方法及び熱エネルギ−利用装置 |
| JPH04132837A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-05-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン発電設備 |
-
1997
- 1997-02-04 JP JP9021391A patent/JPH10225018A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62196031A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-29 | 株式会社前川製作所 | エネルギ−可逆変換方法及び熱エネルギ−利用装置 |
| JPH04132837A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-05-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン発電設備 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008223817A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Toyota Motor Corp | 車両のエネルギ回生装置 |
| JP2013515945A (ja) * | 2009-12-24 | 2013-05-09 | ジェネラル コンプレッション インコーポレイテッド | 圧縮及び／又は膨張装置内の伝熱を最適化する方法及び装置 |
| CN102606309A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-07-25 | 山东大学 | 新型压缩空气储能系统 |
| CN104410171A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-11 | 江苏太阳宝新能源有限公司 | 一种用于智能电网的储能方法及其装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A977 | Report on retrieval |
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| A02 | Decision of refusal |
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