JPH0270833A - 地下耐圧力貯蔵構造物 - Google Patents

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、圧縮空気などを貯蔵する地下構造物に関する
。

（従来の技術） 表門などに生じる余剰電力を有効に利用する手段の一つ
に、圧縮空気のガスタービンへの利用が計画されている
。これは、余剰電力で圧縮空気を製造し、電力必要時に
この圧縮空気をガスタービンに用いて、供給されたエネ
ルギーの４０〜５０％を圧縮空気の製造に消費している
現在の発電用ガスタービンのエネルギーを節約し、加え
て余剰電力の有効利用を図ろうとするものである。

かかる方法を実施する場合、圧縮空気の貯蔵用容器とし
ては、次のような条件が要求される。第一に十分な圧縮
空気を蓄えるための容積を確保することと、第二に圧縮
空気の圧力に耐えるということである。そこで、上記必
要性と建設用地の確保などの点から地下に鋼材等金属部
材より作製することが当初考えられた。しかし、上述し
たようにかなりの容積を必要とすることから、鋼材の使
用りが非常に増大し、しかも耐圧構造にするための製造
に手間がかかりコストが大きくなるという問題点があっ
た。そこで、貯蔵用容器をコンクリートを用いて作製す
ることが単位体積当たりのコストが低いことから望まし
く、現在この方向で行うことが試みられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、貯蔵構造物のライニング部材をコンクリ
ートで構成した場合には、次のような問題点があった。

■コンクリートは引っ張り応力に対しては木来脆く、内
圧のかかる圧力容器のように引っ張り応力がかかる場合
には、引っ張り強度の高いコンクリートを特に用いなけ
ればならない。

■タービンへの利用を有効にするためには貯蔵空気の圧
力はタービンの最終段の圧力に近い高圧のほうがよ（、
貯蔵圧力が高圧になり、それに耐えるためコンクリート
壁を厚くし、また埋め込む補強用鋼材の最を増加させな
ければならない。

■圧縮空気の貯蔵放出が毎日のように繰り返されるので
、延性に乏しいコンクリートがその繰り返しにより疲労
し、表面の亀裂やひび割れが非常に発生し易くなり、ひ
いては破壊に至るようになる。

■コンクリートは多孔質材料であり、そのため気密性を
完全に保持できないという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、上記問題点を解決するため地下耐圧力貯蔵
構造物を次のように構成したのである。

ずなわら、地中に形成した孔部の内面に複数枚のセグメ
ントからなる外壁を形成し、この外壁の内側に可撓性を
有する気密性シート材を設け、更にその内側に前記外壁
同様複数枚のセグメントからなる内壁を形成して地下耐
圧力貯蔵構造物を構成したのである。

〔作用〕

地下耐圧力構造物造物内に空気を送り込むと、内部はシ
ート材により気密が保たれていることから、外部に洩れ
ることなく圧縮空気を貯蔵できる。

内部の空気圧が高められると容器が外側に押圧されるが
、内圧は外壁を通して地中に支持される。

そして更に内圧が上界し地中の孔部内径が変化した場合
には、各セグメントの間隔が孔部の変形に応じて広がり
、各壁内部に引っ張り応力が生ぜず、壁の破壊を防止で
きる。

〔実施例〕

次に、本発明にかかる地下耐圧力構造物の一実施例につ
いて説明する。

第１図及び第２図に、地下構造物２を示す。地下構造物
２は、外壁４と内壁６、及びこれら外壁４と内壁６の間
のシート８からなり、円筒状をなしている。その全体を
第３図に示す。図に示すように地下構造物２は、発電所
１０の地下的２５０ｍの位置に渦巻き状に埋設してあり
、大ぎさは縦横的７００ｍで、鋼管１４を介して発電所
１０内のターボトレイン１２に接続している。ターボト
レイン１２は、ガスタービン１５、発電！１１６、およ
び圧縮機１８などからなっており、それぞれはクラッチ
（図示せず、）を介して連結しである。

発電機１６はガスタービン１５により回転されると発電
するほか、外部から電力を受けると電動機としても作用
する。前記鋼管１４は、地下Ｍ４造物２と発電所１０と
を結ぶ点検用通路１７内に配置してあり、切替弁を介し
てガスタービン１５と圧縮機１８に切り替えられるよう
に接続している。

上記ターボトレイン１２のその他の部分は通常の発電用
ガスタービンと同様である。

次に、地下構造物２を具体的に述べる。地下構造物２は
前述したように外壁４と内壁６及びシート８からなる円
筒状で、岩盤をくり扱いて形成した断面円形な孔部２６
内に設置しである。重重外壁４は、コンクリート製のセ
グメント２０からなり、かかるセグメント２０を８枚組
み合わせて形成しである。このセグメント２０は、孔部
２６の半径に等しい曲率で湾曲させてあり、孔部２６の
内面に直接接している。又セグメント２０の円周方向と
長手方向のそれぞれ一側面には、ピン２４が突出してあ
り、又他の側面にはこのピン２４を摺動自在に挿入させ
る挿入口２５が形成しである。

すなわら、８枚のセグメント２０は、前記ピン２４が前
後左右のセグメント２０内に相互に挿入し組み合わされ
ている。シート８は、ゴム製で若干の伸縮性を有し、外
壁４の内側全周に取り付けである。内壁６は、外壁４と
同様コンクリート製の８枚のセグメント２２からなり、
その曲率は外壁４の内径にほぼ等しく、シート８の内側
に組み付けである。このセグメント２２の側面にもセグ
メント２０と同様ピン２４が埋設してあり、ピン２４に
よりセグメント２２どおしが互いに摺動自在に接続され
ている。更にセグメント２２は、セグメント２０同士を
組み合わせた接合部２８に、その接合部３０が重なるこ
とがないように円周方向および長手方向に組み付けであ
る。

次に作用について述べる。夜間等に余剰電力が生じ圧縮
空気を貯蔵するときには、切替弁を圧縮１１１８側にし
て鋼管１４を圧縮機１８に接続し、発’［１１６とター
ビン１５間のクラッチを切る。

そして、余剰電力を発電機１６に送り、圧縮機１８を作
動させて圧縮空気を製造し、製造した圧縮空気を鋼管１
４を通して地下構造物２に送り込む。地下構造物２はシ
ート８により気密に保たれていることから、外部に空気
を漏出させることなく圧縮空気を蓄える。内部の圧力が
高まると、内壁６は外方に向けて押されるが、その圧力
は外壁４を介して岩盤に支持され形状を保つ。そして、
更に内圧が高まり、内壁６に加えられる圧力が増加する
と、岩盤に設けた孔部２６自体が変形する。

かかる場合には、外壁４のセグメント２０や内壁６のセ
グメント２２が相互の間隔を広げ、またそれに応じてシ
ート８が伸張し、孔部２６の変形に追従する。それゆえ
、外壁４や内壁６に円周方向又は長手方向の引っ張り応
力が加えられることがなく、外壁４や内壁６の亀裂や破
壊を防止でき、且つ岩盤からの圧力と釣り合った時点で
それ以上地下構造物２は彫版しないので、圧縮空気を確
実に蓄えることができる。

そして、昼間の電力需要期には、発電機１６とタービン
１５とを連結し、蓄えた圧縮空気をタービン１５に導き
、燃焼室にて燃料を供給してターボトレイン１２を稼動
させて、発電する。圧縮空気の使用により内部の圧力が
低減したときには、岩盤からの圧力により地下構造物２
は押し縮められる。この動きは、外壁４および内壁６の
各セグメント２０等の間隔が減少することで対応する。

そして、岩盤に設けた孔部２６の外径より内側に押圧さ
れることは基本的にないが、地下水の水圧などにより更
に圧力を受けた場合には、各セグメント２２等の側面が
互いに接し当該圧力に対抗する。

したがって、引っ張り力を受けないことからコンクリー
トの厚みをｉ＋１７りでき、しかも高強度の材料を用い
る必要がなく、安価に製造できる。

尚、上記例では構造物を収納容器として用いたが、この
ような圧力の変化するいわゆる変圧式に限らず、水頭圧
を用いた定圧式であってもよい。

更に、水力発電等における導水管に用いてもよい。

この場合には、必ずしも岩盤に設置しなくとも、ある程
度の深度が得られれば土中であってもよい。

又、外壁４ヤ内壁６、およびシート材８の材質は、コン
クリート又はゴムに限らず伯の材質であってもよく、全
体の大きさ、およびセグメント２０等の数も実施例にお
いて述べたものに限るしのではない。

〔発明の効果〕

本発明の地下耐圧力構造物によれば、シートにより内部
の気密性が保たれ、外に漏出させることなく圧縮空気を
貯蔵でき、しかも内圧は地中にて支持されるので圧力支
持構造を筒易なものにでき、そして内圧の上昇により地
中内の寸法が変化した場合であっても、セグメント間の
間隔が拡げられることによりその変形に対応し、内部に
引っ張り応力を発生させず、ひび割れや破壊を生じさせ
ることがない。それゆえコンクリートのような引っ張り
強度の比較的弱い資材であっても有効に用いることがで
き、安価で耐久性のある圧力貯蔵容器を提供できる。更
にコンクリート以外の種類の材質で製造した場合には肉
厚などを削減でき、材料費などの軽減ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる構造物の一実施例を示す断面
図、 第２図は、第１図に示した構造物の斜視図、第３図は、
本発明にかかる構造物のシステムを示ず斜視図である。 ２・・・地下構造物、４・・・外壁、６・・・内壁、８
・・・シート、１０・・・発電所、 １２・・・ターボトレイン、１４・・・導気管、１５・
・・タービン、１６・・・発電機、１８・・・圧縮磯、
２０．２２・・・セグメント、２４・・・ビン、２６・
・・孔部。 出願人代理人　　藤　　本　　博　　光第１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地中に接する外壁と当該外壁の内側に設けた内壁の
   二重構造にし、これら外壁と内壁を少なくとも周方向に
   複数のセグメントに分割するとともに当該外壁と内壁と
   の間に可撓性を備えた気密性シート材を設けて構成した
   ことを特徴とする地下耐圧力貯蔵構造物。 ２、内壁の各セグメントの合わせ目と外壁の各セグメン
   トの合わせ目とを重ね合わせないこととした請求項１記
   載の地下耐圧力貯蔵構造物。 ３、各セグメントをコンクリート材より生成した請求項
   １又は２記載の地下耐圧力貯蔵構造物。 ４、地中孔部の長手方向及び円周方向に延びるピンおよ
   び当該ピンを摺動自在に挿入させる穴を各セグメントに
   取り付け、前記ピンにより各セグメントを連結させてな
   る請求項１、２又は３記載の地下耐圧力貯蔵構造物。