JPH01164900A - 圧縮空気貯蔵装置を水底に沈設する方法 - Google Patents

圧縮空気貯蔵装置を水底に沈設する方法

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JPH01164900A
JPH01164900A JP31850187A JP31850187A JPH01164900A JP H01164900 A JPH01164900 A JP H01164900A JP 31850187 A JP31850187 A JP 31850187A JP 31850187 A JP31850187 A JP 31850187A JP H01164900 A JPH01164900 A JP H01164900A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、余剰エネルギを圧縮空気として貯蔵する装置
を水底に沈設する方法に関する。
(従来の技術及び問題点) 発電所の電力供給能力が向上している一方で、電力需要
の昼間と夜間とにおける差が増大している。したがって
、夜間の余剰電力を何らかの形態で蓄積し、これを昼間
に供給することとすれば、電力供給能力を差程大きくし
なくともすむし、またその能力を十分に活用することが
できる。
そこで、従来上記夜間の電力を貯えるためにいくつかの
方策が提案され、あるいは実施されている。
先ず、最も一般的な手段としては、夜間の余剰電力で揚
水池に水を揚水して、昼間にこれを発電に利用する揚水
発電があるが、これは揚水発電所の設置には地理上そし
て地形上の制約があり、容易ではない。
また、上記余剰電力で圧縮空気を作り、これを貯蔵して
昼間の再発電に備える方法も提案されている。その際、
貯蔵空間は大容積を要し、かつ高圧に耐えねばならない
。そこで、地下に穴を堀り地圧と均衡させた、貯蔵空間
構造として利用している。しかしながら、上記地下空間
構造にあっては、採掘穴の利用による場合以外穴を掘る
こと自体極めて工事が大変であり、また空気の漏洩防止
等の付帯工事も要し、さらには空間容積が一定のため貯
蔵される空気圧は変動してしまい一定圧カの出力として
利用できない等の多くの問題点を有している。
そこで、上記地下貯蔵における問題を解決するために、
水底に沈設される貯気槽も知られている。
この公知の装置にあっては、貯気槽の底部が完全に開放
されていて、ここから水が自由に出入りできて、槽内の
水面レベルは空圧と均衡する位置にくるようになってい
る。かがる装置を所定の水底に沈設せしめるには、装置
をクレーン船または吊下用ウィンチを有する台船等で吊
下しつつ水底まで降下させる方法が考えられる。その際
、上記貯気槽は底部が常時開口しているために、底部か
ら水が流入し上部に空気が圧縮されその両者圧力が均衡
した状態で降下することとなる。したがって、上記空気
の量は少なくこれによる浮力が小さいので、クレーン船
等にかかる負担は大きい。さらには、装置は通常、大型
で重量も大きく必ずしも設計時の重量とはなっていない
。そのために作業に不手際を招く虞れがある。
また、装置の製作所から沈設位置まで装置を曳行する際
、貯空槽内にかなりの水が入り込んでいるため抵抗も大
きく曳行器に大きな負担がかかる。
(問題点を解決するための手段及び作用)本発明は、上
述の従来方法がかかえていた問題点を解決し、製造及び
設置工事のためのコストが低く、安全性が高い、圧縮空
気貯蔵装置を水底に沈設する方法を提供することを目的
としている。
本発明によれば上記目的は、 水底にて外部の水圧と均衡した圧力下で圧縮空気を貯蔵
するために、底部またはその周囲にバラストタンクをそ
して該バラストタンクの上またはバラストタンクに接し
て貯気槽を有し、上記貯気槽は、上部に地上もしくは水
上の圧縮空気源と連通ずる送気管が接続され、かつ下部
には水底の水を通水せしめる開口が設けられている、圧
縮空気貯蔵装置を水底に沈設する方法において、貯気槽
の内部空間を大気圧に保った状態で開口を密閉して圧縮
空気貯蔵装置を沈設位置上方の水域まで曳行し、 水上の吊下設備により上記圧縮空気貯蔵装置を吊下しつ
つ送気管から貯気槽内に、圧縮空気を送り込むと共に上
記開口を開いて水を流入せしめ、その水量を含めた上記
圧縮空気貯蔵装置の重量が吊下設備で許容される規定値
以下になるように上記流入せる水の水圧と空気圧とを均
衡せしめた状態を維持しつつ、上記圧縮空気貯蔵装置を
水底まで降下させて沈設する、 ことによって構成される。
かかる本発明によるならば、圧縮空気貯蔵装置の水底へ
の設置作業そしてそこからの引上げ作業がきわめて効果
的になされる。上記作業時において、装置全体の重量は
一定範囲にあることが重要である。すなわち、該重量は
該装置を水上にて吊下する作業船のウィンチ等の吊下装
置の能力値以下でなくてはならない。そこで、本発明で
は、装置自体及びバラストの重量と、作業中に送り込む
圧縮空気にもとづ(貯気槽における浮力とをバランスさ
せて、上記一定範囲に重量を保つものである。その際、
本発明では、大型の構造物たる上記装置は、その全体重
量が必ずしも設計値と一致しないこともあり、その場合
を考慮して上記貯気槽の開口が、槽内の水量を調整でき
るようになっているので、それによって該水量を含む装
置全体の重量を上記一定範囲に収めることが可能となる
上記水量調整のための方策としては、種々考えられるが
、例えば上下方向にバルブを備えた貯気槽内の圧縮空気
の圧力を調整したり、貯気槽に複数の開口を上下に設け
、遠隔操作によって所定位置のもののみを開放するよう
にすればよい。
さらに、バラストタンク自体も開閉自在としておけば、
設置位置の水上まで装置を曳行して行く際、内部を空に
して軽量とすることができ、きわめて曳行が楽になる。
(実施例) 以下、添付図面にもとづいて本発明の一実施例を説明す
る。第1図は、本実施例装置が水底に設置された状態に
おける縦断面、第2図は第1図装置の部分平面図、第3
図(八)ないしくE)は第1図装置の設置手順を示す概
要図である。
圧縮空気貯蔵装置は、第1図のごとく下部にバラストタ
ンク1そして上部に貯気槽2が一体的に形成されている
バラストタンク1は、装置の下部のほぼ全域にわたって
形成され、開閉弁11を備えているものの、水底に沈設
された後は内部に水が潅水された状態で、密閉状態にあ
る。すなわち、貯気槽2とは完全に隔離されている。さ
らに、バラストタンクの底面には、地盤Gに対して、喰
い込むような脚12が複数位置で下方に向は突出してい
る。
貯気槽2は、上部にて、地上もしくは水上の圧縮空気源
と連通ずる送気管21が接続されている。
例えば、上記圧縮空気源は、発電所の圧縮機で、夜間の
余剰電力によって圧縮空気を製造するものである。上記
貯気槽2の下部には、外部に連通ずる開口22が設けら
れている。好ましい形態として、該開口22は上下方向
に複数設けられていて任意の一つが開口できる等の方策
によって、貯気槽2内の空気圧の加減によって貯気槽2
内の水量Hが任意に調整できるようになっている。
さらに、バラストタンク1及び貯気槽2には、・この両
者と水密状態を保ちかつ該両者を上下に貫通ずる通水孔
3が、第2図に示される装置の平面図において複数位置
に設けられている。
また、貯気槽2の上部外面には、設置時に装置をチェー
ン5等により吊下するための吊下部4が設けられている
次に、以上のごとく本実施例装置における使用時におけ
る作動を説明する。
水底に沈設された装置は、夜間に発電所で余剰電力によ
り製造された圧縮空気が送気管21を通じて貯気槽2内
に送り込まれここに貯められる。該貯気槽2は開口22
によって外部と連通しているため、ここから外部の水が
注水あるいは排水されて内部の空気圧と外部の水圧とが
均衡する。すなわち、上記空気圧は常時外部の水圧と同
じ圧力で貯められることとなる。かくして、水圧下で貯
蔵された空気は、昼間の電力需要の多い時間帯に送気管
21を通じて、発電所に送られここで発電機を駆動して
発電を行うこととなる。
次に、上述のごとくの実施例装置を、製造所から搬送し
てきて沈設するまで、及び修理等の目的でこれを引き上
げる際の要領について説明する。
■ 先ず、製造所で完成された圧縮空気貯蔵装置は、バ
ラストタンクl及び貯気槽2は空とされ、それぞれ開閉
弁11及び開口22が閉じられ外部から水が入らないよ
うにして軽量化状態で沈設予定位置の水上にまで曳行さ
れる(第3図(A)参照)。
■ 次に、作業船のクレーンによって吊下部4にてチェ
ーン5で上記装置を吊下しつつ、バラストタンク1の開
閉弁11及び貯気槽2の開口22を開にすると共に、貯
気槽2内に、送気管21を通じて圧縮空気を送り込む。
すると、第3図(B)のごとくバラストタンク1内には
水が流入して、装置は第3図(C)に示されるように重
量が増大するために沈降を開始する。これに対し、圧縮
空気が入っている貯気槽は、開口22から水が排除され
るために、浮体の役を果たし、上記バラストタンクの重
量と相俟って、クレーンに作用する重量を軽減しゆっく
りと降下される(第3図(C)参照)。その際、上記ク
レーンに作用する重量を一定範囲に収めるために、貯気
槽2内の空気の占める容積すなわち貯気槽2内の水量を
送り込まれる空気圧の調整によって調整する。このよう
に貯気槽2内の水量が調整されると、貯気槽2及びバラ
ストタンクl内の水を含めた装置全体の重量は上記一定
範囲に収まる。(第3図(D)参照)。また、上記貯気
槽2内の水量の設定は空気圧の調整によらずとも行うこ
とができる。すなわち、例えば貯気槽2の開口22が上
下方向に複数設けられている場合には、送気管21から
送り込む圧縮空気を高圧に設定しておいて、該複数の開
口22のうちの一つを選定すれば、余分な空気は外部に
排出せられ、上記選定された開口のレベルで水量が維持
される。なお、上記沈降の際、バラストタンクの底部に
ある水は通水孔3をも通して上方に移動できるために水
の抵抗は軽減される。
■ かくして、第3図(E)に示されるごとく水底に沈
設された装置は、バラストの重量さらにはバラストタン
クの底部に設けられ地盤に喰い込む脚12によって安定
して設置される。かかる、状況下において、既述した要
領で本装置は使用される。
■ 次に、何らかの要因、例えば修理等のために装置の
引上げを行うときには、■と逆の操作、すなわち圧縮空
気を所定量だけ送気管21を通じて貯空槽2内に送り込
んで、内部の水を開口22から排出して軽量化状態で、
クレーン等で引き上げる。
その際、バラストタンクの底部と地盤との間には、通水
孔3を通して水が流入するので、いわゆる地盤への吸着
作用はなくなり引上げが容易である。
なお、上記■の作業において、クレーンにかかる荷重を
さらに軽減させたいときには、装置にブイ等を併用する
とよい。
(発明の効果) 本発明は、以上のごとく、圧縮空気貯蔵装置を水底に設
置する際に、バラストタンクで降下に必要な重量を確保
しつつ、貯気槽内に量を調整して圧縮空気を送り込むこ
とにより、浮力を得てクレーンにかかる力を軽減でき、
しかも装置自体の重量が設計値となっていなくとも上記
圧縮空気圧の調整等によって貯気槽の水量を加減して、
この水を含む装置全体の重量を設定値とすることができ
、作業の容易性及び安全性が確保されるという効果をも
たらす。さらに装置の製造所から沈設位置の水域まで該
装置を曳行する際に、バラストタンクをも空にすれば、
曳行船の負担も軽減される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例装置の縦断面図、第2図は第
1図装置の一部平面図、第3図(八)ないしくE)は第
1図装置の設置要領を順を追って示す図である。 1・・・・・・・・・バラストタンク 2・・・・・・・・・貯気槽 21・・・・・・・・・送気管 22・・・・・・・・・開口

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水底にて外部の水圧と均衡した圧力下で圧縮空気
    を貯蔵するために、底部またはその周囲にバラストタン
    クをそして該バラストタンクの上またはバラストタンク
    に接して貯気槽を有し、上記貯気槽は、上部に地上もし
    くは水上の圧縮空気源と連通する送気管が接続され、か
    つ下部には水底の水を通水せしめる開口が設けられてい
    る、圧縮空気貯蔵装置を水底に沈設する方法において、
    貯気槽の内部空間を大気圧に保った状態で開口を密閉し
    て圧縮空気貯蔵装置を沈設位置上方の水域まで曳行し、 水上の吊下設備により上記圧縮空気貯蔵装置を吊下しつ
    つ送気管から貯気槽内に、圧縮空気を送り込むと共に上
    記開口を開いて水を流入せしめ、その水量を含めた上記
    圧縮空気貯蔵装置の重量が吊下設備で許容される規定値
    になるように上記流入せる水の水圧と空気圧とを均衡せ
    しめた状態を維持しつつ、上記圧縮空気貯蔵装置を水底
    まで降下させて沈設する、 ことを特徴とする圧縮空気貯蔵装置を水底に沈設する方
    法。
  2. (2)降下中における貯気槽内の水量は、空気圧を加減
    することにより調整されることを特徴とする特許請求の
    範囲第(1)項記載の圧縮空気貯蔵装置を水底に沈設す
    る方法。
  3. (3)降下中における貯気槽内の水量は、開口位置を上
    下させることにより調整されることを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載の圧縮空気貯蔵装置を水底に沈
    設する方法。
  4. (4)曳行時にはバラストタンク内を空にすることを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の圧縮空気貯蔵
    装置を水底に沈設する方法。
JP31850187A 1987-12-18 1987-12-18 圧縮空気貯蔵装置を水底に沈設する方法 Granted JPH01164900A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103216724A (zh) * 2013-05-03 2013-07-24 邓允河 一种海底储存高压气体的系统及方法
CN116498880A (zh) * 2023-05-11 2023-07-28 中国机械总院集团青岛分院有限公司 一种水下半刚性储气装置

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