特許ウォッチ

公開番号2024139408
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-09
出願番号2023050327
出願日2023-03-27
発明の名称圧縮気体供給システム
出願人コベルコ・コンプレッサ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F03B 17/06 20060101AFI20241002BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】エネルギー効率が改善された圧縮気体供給システムを提供する。
【解決手段】圧縮気体供給システム1が、圧縮気体及び液体を貯留可能な第1及び第2リザーバタンク10A,10Bと、圧縮気体を生成する圧縮機11と、圧縮機11から吐出された圧縮気体を第1及び第2リザーバタンク10A,10Bに供給する供給側ライン12と、第1及び第2リザーバタンク10A,10Bから需要家2に圧縮気体を供給する需要側ライン13と、第1及び第2リザーバタンク10A,10Bの下部同士を接続し、第1及び第2リザーバタンク10A,10Bとの間で液体を通流させる接続ライン25と、接続ライン25上に設けられ、接続ライン25を通流する液体を動力源として発電する液流式発電機31とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧縮気体及び液体を貯留可能な第１及び第２リザーバタンクと、
前記圧縮気体を生成する圧縮機と、
前記圧縮機を前記第１及び第２リザーバタンクに接続する供給側ラインと、
前記供給側ラインに設けられ、前記圧縮機で吐出された前記圧縮気体を前記第１リザーバタンクに供給する第１連通状態と、前記圧縮機で吐出された前記圧縮気体を前記第２リザーバタンクに供給する第２連通状態とを切り換える供給切換機構と、
前記第１及び第２リザーバタンクを需要家に接続する需要側ラインと、
前記需要側ラインに設けられ、前記第１連通状態における当該需要側ラインの前記圧縮気体を調圧し、前記第２連通状態における当該需要側ラインの前記圧縮気体を調圧する圧力調整機構と、
前記第１及び第２リザーバタンクの下部同士を接続し、前記第１及び第２リザーバタンク間で前記液体を通流させる接続ラインと、
前記接続ラインに設けられ、前記液体の流れを動力源として発電する液流式発電機と、
を備える、圧縮気体供給システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記需要側ラインが、前記第１リザーバタンクに接続される第１需要側分岐ラインと、前記第２リザーバタンクに接続される第２需要側分岐ラインと、前記第１及び前記第２需要側分岐ラインを合流させる需要側主ラインと、を含み、
前記圧力調整機構が、前記第１需要側分岐ラインに設けられた第１圧力調整弁と、前記第２需要側分岐ラインに設けられた第２圧力調整弁と、を含む、
請求項１に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項３】
前記第１及び第２圧力調整弁が、一次圧力を調整する一次圧力調整弁である、
請求項２に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項４】
前記第１及び第２圧力調整弁が、二次圧力を調整する減圧弁である、
請求項２に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項５】
前記需要側主ラインを通流する圧縮気体の圧力を検出する需要側圧力センサと、前記液流式発電機を制御する発電機用制御器と、を更に備え、
前記発電機用制御器は、前記需要側圧力センサの検出結果に基づいて前記液流式発電機を容量制御する、
請求項４に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項６】
前記供給側ラインを通流する圧縮気体の圧力を検出する供給側圧力センサと、前記圧縮機を制御する圧縮機用制御器と、を更に備え、
前記圧縮機用制御器は、前記供給側圧力センサの検出結果に基づいて前記圧縮機を容量制御する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項７】
前記供給側ラインが、前記圧縮機に接続される供給側主ラインと、前記供給側主ラインから分岐して前記第１リザーバタンクに接続される第１供給側分岐ラインと、前記第２リザーバタンクに接続される第２供給側分岐ラインと、を含み、
前記供給切換機構が、前記第１供給側分岐ラインを開閉する第１開閉弁と、前記第２供給側分岐ラインを開閉する第２開閉弁と、を含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項８】
前記第１リザーバタンク内に貯留される前記液体の液位を測定する第１液位センサと、前記第２リザーバタンク内に貯留される前記液体の液位を測定する第２液位センサと、前記供給切換機構を制御する制御器と、を更に備え、
前記制御器が、前記第１及び第２液位センサの検出結果に基づいて前記第１連通状態と前記第２連通状態とを切り換えるように前記供給切換機構を作動させる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項９】
前記第１リザーバタンク、前記接続ライン、又は前記第２リザーバタンクへの前記液体の補充可否を切り換える補充弁と、前記第１リザーバタンク、前記接続ライン、又は前記第２リザーバタンクからの前記液体の排出可否を切り換える排出弁と、を更に備え、
前記制御器が、前記第１及び第２液位センサの検出結果に基づいて前記補充可否又は前記排出可否を切り換えるように前記補充弁又は前記排出弁を作動させる、
請求項８に記載の圧縮気体供給システム。
【請求項１０】
前記供給側ラインの下流端部は、前記第１及び第２リザーバタンクの少なくとも一方の内部に延設される、
請求項１から５のいずれか１項に記載の圧縮気体供給システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮気体供給システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、圧縮気体が供給される一対のタンクと、一対のタンク間で発生する水流によって発電する発電機とを備えるシステムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１００１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一対のタンクは大気開放されており、タンクに供給された圧縮空気は大気に放出される。上記のシステムには、エネルギー効率について改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、エネルギー効率が改善された圧縮気体供給システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、圧縮気体及び液体を貯留可能な第１及び第２リザーバタンクと、前記圧縮気体を生成する圧縮機と、前記圧縮機を前記第１及び第２リザーバタンクに接続する供給側ラインと、前記供給側ラインに設けられ、前記圧縮機で吐出された前記圧縮気体を前記第１リザーバタンクに供給する第１連通状態と、前記圧縮機で吐出された前記圧縮気体を前記第２リザーバタンクに供給する第２連通状態とを切り換える供給切換機構と、前記第１及び第２リザーバタンクを需要家に接続する需要側ラインと、前記需要側ラインに設けられ、前記第１連通状態における当該需要側ラインの前記圧縮気体を調圧し、前記第２連通状態における当該需要側ラインの前記圧縮気体を調圧する圧力調整機構と、前記第１及び第２リザーバタンクの下部同士を接続し、前記第１及び第２リザーバタンク間で前記液体を通流させる接続ラインと、前記接続ラインに設けられ、前記液体の流れを動力源として発電する液流式発電機と、を備える、圧縮気体供給システムを提供する。
【０００７】
上記構成によれば、圧縮機で生成された圧縮気体が、第１又は第２リザーバタンクを介して需要家に供給される。第１連通状態では、第１リザーバタンクの内圧が圧縮機の吐出圧と同等となる。圧縮気体は、需要側ラインに設けられた圧力調整機構によって調圧される。需要側ラインは、第１及び第２リザーバタンクを需要家と接続しているため、圧縮気体は、第２リザーバタンクからも供給可能に構成される。第１及び第２リザーバタンクは液体を貯留し、液体は、接続ラインを介して第１及び第２リザーバタンク間を往来できる。第１連通状態では、第１リザーバタンクの内圧と、第２リザーバタンクの内圧との差圧に基づいて、第１リザーバタンク内の液体は、第２リザーバタンクに移動する。液流式発電機はこの液流を動力源として発電できる。第２連通状態では、これと逆になる。圧縮機で生成された吐出圧の圧縮気体が第２リザーバタンクに供給され、第２リザーバタンク内の液体が第１リザーバタンクに移動する。
【０００８】
このようなシステム動作において、圧縮気体は大気開放される代わりに、液体を両リザーバタンク間で移動させるために利用される。そしてその液体の運動エネルギーが電気エネルギーとして回収される。したがって、エネルギー効率が向上する。また、需要家の気体使用量が減った場合でも、圧縮機のフルロード運転を継続し、余剰の圧縮気体から電気エネルギーを得ることができる。アンロード運転で発生し得るエネルギー損失（例えば、吸気絞りで発生するメカニカルロス）を抑えることができる。この点からも、エネルギー効率が高い。
【０００９】
前記需要側ラインが、前記第１リザーバタンクに接続される第１需要側分岐ラインと、前記第２リザーバタンクに接続される第２需要側分岐ラインと、前記第１及び前記第２需要側分岐ラインを合流させる需要側主ラインと、を含み、前記圧力調整機構が、前記第１需要側分岐ラインに設けられた第１圧力調整弁と、前記第２需要側分岐ラインに設けられた第２圧力調整弁とを、含んでもよい。
【００１０】
上記構成によれば、第１連通状態および第２連通状態について、圧縮機と連通状態とされて吐出圧の圧縮気体が供給される側のリザーバタンクと供給されない側のリザーバタンクとの圧力差の設定が容易になる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許