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公開番号2025040813
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-25
出願番号2023147850
出願日2023-09-12
発明の名称圧縮気体貯蔵発電装置
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 20060101AFI20250317BHJP(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】圧縮気体貯蔵発電装置において、高い発電効率を確保する。
【解決手段】圧縮気体貯蔵発電装置1は、圧縮機10と、液体に浮かべて配置され、第1空間S1を内部に画定するケーシング21を有し、第1空間S1に貯留された圧縮気体によって液体が第1空間S1から押し出されるとともに移動可能で、第1空間S1に液体が貯留されることによって圧縮気体が第1空間S1から押し出されるとともに移動可能に構成された浮体20と第2空間S2を内部に画定するハウジング31を有し浮体20の移動によって当該容積が減少する際に第2空間S2から液体が押し出され、浮体20の移動によって当該容積が増加する際に第2空間へ外部から液体が流れ込むように構成された構造体30と、第1空間S1から押し出された液体の流れによって発電する第1液流発電機40と、第2空間S2から押し出された液体の流れによって発電する第2液流発電機50とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
気体を吸い込んで圧縮気体を吐き出す圧縮機と、
液体に浮かべて配置され、前記圧縮気体および前記液体を貯留可能な第１空間を内部に画定するケーシングを有し、前記第１空間に貯留された前記圧縮気体によって前記液体が前記第１空間から押し出されるとともに移動可能で、前記第１空間に前記液体が貯留されることによって前記圧縮気体が前記第１空間から押し出されるとともに移動可能に構成された浮体と、
前記液体を貯留可能かつ前記浮体を移動可能に少なくとも部分的に収容する第２空間を内部に画定するハウジングを有し、前記第２空間は前記浮体の移動に応じて前記液体を貯留可能な容積が変化し、前記浮体の移動によって前記容積が減少する際に前記第２空間から前記液体が押し出され、前記浮体の移動によって前記容積が増加する際に前記第２空間へ外部から前記液体が流れ込むように構成された構造体と、
前記第１空間から押し出された前記液体の流れによって発電する第１液流発電機と、
前記第２空間から押し出された前記液体の流れによって発電する第２液流発電機と
を備える、圧縮気体貯蔵発電装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１空間および前記第２空間は、流体的に接続され、前記圧縮機から前記第１空間に前記圧縮気体が供給されると前記外部から前記第２空間に前記液体が流れ込み、前記第１空間から前記圧縮気体が排出されると前記第２空間から前記第１空間に前記液体が移動するように構成されており、
前記浮体は、前記第１空間の前記圧縮気体および前記液体の量によって浮力が変化して上下移動するように構成されている、請求項１に記載の圧縮気体貯蔵発電装置。
【請求項３】
前記第１空間は、前記圧縮気体および前記液体を貯留するとともに前記圧縮機と流体的に接続された内側空間と、前記内側空間と連通して前記液体が貯留される外側空間とを含み、
前記ケーシングは、前記内側空間を画定する内側ケーシングと、前記外側空間を画定する外側ケーシングとを含み、
前記第１液流発電機は、前記外側空間から押し出される前記液体の流れによって発電する、請求項１または２に記載の圧縮気体貯蔵発電装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、管状構造を構成しており、
前記管状構造の一端部は、前記浮体を上下移動可能に少なくとも部分的に収容し、
前記管状構造の他端部は、前記第２空間から前記液体が押し出され、前記第２液流発電機と接続されている流出口を有している、請求項１または２に記載の圧縮気体貯蔵発電装置。
【請求項５】
前記一端部の内面と前記浮体の外面との間の隙間は、前記浮体の移動に伴って前記一端部から前記他端部に前記液体を押し流すことのできる所定の大きさ以下になっている、請求項４に記載の圧縮気体貯蔵発電装置。
【請求項６】
前記隙間から押し出される前記液体を制限する弾性膜を備える、請求項５に記載の圧縮気体貯蔵発電装置。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記外部から前記第２空間に前記液体を流入させる流入口を有し、
前記流入口が前記外部の液体中に位置するように、前記構造体は前記外部の液体に少なくとも部分的に沈められている、請求項１または２に記載の圧縮気体貯蔵発電装置。
【請求項８】
前記第１空間から排出された前記圧縮気体の流れによって発電する気流発電機を備える、請求項１または２に記載に記載の圧縮気体貯蔵発電装置。
【請求項９】
前記圧縮機は、気流発電機としての機能も有し、前記第１空間から逆流した前記圧縮気体によって発電するように構成されている、請求項１または２に記載の圧縮気体貯蔵発電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮気体貯蔵発電装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
圧縮機を利用して高圧の空気を蓄圧タンクに貯め、必要なときに当該空気を放出することによってタービン等を備える発電機にて発電する圧縮空気貯蔵（CAES: Compressed Air Energy Storage）発電装置が知られている。例えば、特許文献１には、蓄圧タンクとして利用可能な浮体を有し、水上に浮かべて設置されたＣＡＥＳ発電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－５４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のＣＡＥＳ発電装置では、浮体の有用性が蓄圧タンクとしての利用に留まっている。即ち、浮体に潜在的に存在し得る運動エネルギーを有効活用できておらず、発電効率に改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、圧縮気体貯蔵発電装置において、高い発電効率を確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
気体を吸い込んで圧縮気体を吐き出す圧縮機と、
液体に浮かべて配置され、前記圧縮気体および前記液体を貯留可能な第１空間を内部に画定するケーシングを有し、前記第１空間に貯留された前記圧縮気体によって前記液体が前記第１空間から押し出されるとともに移動可能で、前記第１空間に前記液体が貯留されることによって前記圧縮気体が前記第１空間から押し出されるとともに移動可能に構成された浮体と、
前記液体を貯留可能かつ前記浮体を移動可能に少なくとも部分的に収容する第２空間を内部に画定するハウジングを有し、前記第２空間は前記浮体の移動に応じて前記液体を貯留可能な容積が変化し、前記浮体の移動によって前記容積が減少する際に前記第２空間から前記液体が押し出され、前記浮体の移動によって前記容積が増加する際に前記第２空間へ外部から前記液体が流れ込むように構成された構造体と、
前記第１空間から押し出された前記液体の流れによって発電する第１液流発電機と、
前記第２空間から押し出された前記液体の流れによって発電する第２液流発電機と
を備える、圧縮気体貯蔵発電装置を提供する。
【０００７】
この構成によれば、第１空間に対して圧縮気体を出し入れすることで浮体が移動し、第２空間の液体を貯留可能な容積が増減し得る。特に第２空間の液体を貯留可能な容積が減少すると第２空間から液体が押し出されるため、当該液体の流れによって第２液流発電機にて発電できる。また、圧縮機から第１空間に圧縮気体を供給すると第１空間から液体が押し出され、当該液体の流れによって第１液流発電機で発電できる。従って、圧縮気体貯蔵発電装置において、単に圧縮気体を利用して発電するだけでなく浮体の移動に伴って発電することもできるため、高い発電効率を確保できる。
【０００８】
前記第１空間および前記第２空間は、流体的に接続され、前記圧縮機から前記第１空間に前記圧縮気体が供給されると前記外部から前記第２空間に前記液体が流れ込み、前記第１空間から前記圧縮気体が排出されると前記第２空間から前記第１空間に前記液体が移動するように構成されてもよく、
前記浮体は、前記第１空間の前記圧縮気体および前記液体の量によって浮力が変化して上下移動するように構成されてもよい。
【０００９】
この構成によれば、浮力の変化を利用して浮体が上下移動でき、浮体の移動に伴う第２空間の容積の増減を容易に実現できる。従って、簡易な構成で第２液流発電機での発電を実現できる。
【００１０】
前記第１空間は、前記圧縮気体および前記液体を貯留するとともに前記圧縮機と流体的に接続された内側空間と、前記内側空間と連通して前記液体が貯留される外側空間とを含んでもよく、
前記ケーシングは、前記内側空間を画定する内側ケーシングと、前記外側空間を画定する外側ケーシングとを含んでもよく、
前記第１液流発電機は、前記外側空間から押し出される前記液体の流れによって発電してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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