JPH03294604A - 蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置 - Google Patents
蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置Info
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- JPH03294604A JPH03294604A JP9406390A JP9406390A JPH03294604A JP H03294604 A JPH03294604 A JP H03294604A JP 9406390 A JP9406390 A JP 9406390A JP 9406390 A JP9406390 A JP 9406390A JP H03294604 A JPH03294604 A JP H03294604A
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Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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。
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、蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置に関す
る。
る。
従来の技術
従来の蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置は、ディー
ゼルエンジンまたはガスタービン等の内燃機関を動力源
とし発電したり、または動力を用いて冷凍装置を駆動し
、該内燃機関の排熱を利用することにより、エネルギー
の利用効率を上げようとするものであるが、特に業務用
、民間用規模の装置では経済性が悪い。また、特に近年
、電力需要や冷房需用は夏期昼間に集中し、電力供給上
から社会的問題となっている。
ゼルエンジンまたはガスタービン等の内燃機関を動力源
とし発電したり、または動力を用いて冷凍装置を駆動し
、該内燃機関の排熱を利用することにより、エネルギー
の利用効率を上げようとするものであるが、特に業務用
、民間用規模の装置では経済性が悪い。また、特に近年
、電力需要や冷房需用は夏期昼間に集中し、電力供給上
から社会的問題となっている。
第５図及び第６図に、従来の蓄エネルギー型電気・熱併
合発電装置の２つの例を示す。
合発電装置の２つの例を示す。
第５図に示すものは、ガスタービン１に燃料を加えて発
電機２により電力を発生し、ガスタービン１の排熱を排
熱ボイラ３により水を蒸発せしめることにより回収し、
高温蒸気を吸収冷凍機４に供給し、冷熱を得て空気を冷
却し、冷風として冷房等に利用するものである。また、
排熱ボイラ３にて熱交換された排ガスは、煙突５を介し
て大気に放出されるようになっている。
電機２により電力を発生し、ガスタービン１の排熱を排
熱ボイラ３により水を蒸発せしめることにより回収し、
高温蒸気を吸収冷凍機４に供給し、冷熱を得て空気を冷
却し、冷風として冷房等に利用するものである。また、
排熱ボイラ３にて熱交換された排ガスは、煙突５を介し
て大気に放出されるようになっている。
一方、第６図に示すものは、ガスタービン１に燃料を加
えて発電機２により電力を発生すると同時に、冷凍装置
の構成機器である圧縮機６を駆動し、冷却器７において
冷却液化せしめて貯槽８に冷媒液を溜める。そして、こ
れを膨脹せしめて低温ガスとし、熱交換器９において、
この低温ガスの冷熱源により空気と熱交換することによ
り冷風を発生せしめる。このように圧縮機６、冷却器７
、貯槽８及び熱交換器９で構成される逆ランキングサイ
クルを構成する冷凍装置が用いられており、該冷凍装置
にあっては通常冷媒体としてフロン等が用いられている
。また、ガスタービン１の排熱は排熱ボイラ３により回
収され、蒸気または温水として別の需用光に供給される
。
えて発電機２により電力を発生すると同時に、冷凍装置
の構成機器である圧縮機６を駆動し、冷却器７において
冷却液化せしめて貯槽８に冷媒液を溜める。そして、こ
れを膨脹せしめて低温ガスとし、熱交換器９において、
この低温ガスの冷熱源により空気と熱交換することによ
り冷風を発生せしめる。このように圧縮機６、冷却器７
、貯槽８及び熱交換器９で構成される逆ランキングサイ
クルを構成する冷凍装置が用いられており、該冷凍装置
にあっては通常冷媒体としてフロン等が用いられている
。また、ガスタービン１の排熱は排熱ボイラ３により回
収され、蒸気または温水として別の需用光に供給される
。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、以上述べた如き構成の従来のガスタービ
ンを用いた蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置にあっ
ては、比較的小規模のブラントに適用した場合、構成機
器が多く、システムが複雑となり、設備費が大となって
いた。また、ガスタービンは小型のエンジンとなり、大
型エンジンを用いた大規模発電プラントに比較して、と
うしても低効率とならざるを得なかった。
ンを用いた蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置にあっ
ては、比較的小規模のブラントに適用した場合、構成機
器が多く、システムが複雑となり、設備費が大となって
いた。また、ガスタービンは小型のエンジンとなり、大
型エンジンを用いた大規模発電プラントに比較して、と
うしても低効率とならざるを得なかった。
これらの要因により、従来技術を適用した小規模の業務
用、民間用システムとしては、例えばυ１熱を有効に利
用しても設備費を含めた経済性が悪く、分散型エネルギ
ー供給システムとして成立し難いという問題があった。
用、民間用システムとしては、例えばυ１熱を有効に利
用しても設備費を含めた経済性が悪く、分散型エネルギ
ー供給システムとして成立し難いという問題があった。
このような状況の中で、分散型エネルギー供給システム
の拡大が妨げられており、我が国における集中型大規模
発電設備は増強せさるを得す、また昼夜間、冬夏の電力
需用の格差に対応するために、設備稼動率は低下し不経
済となっていた。ここで、集中発電電力を平準化するた
めには、夜間発生電力の効率的貯蔵と、その有効利用の
技術か早急に求められている。
の拡大が妨げられており、我が国における集中型大規模
発電設備は増強せさるを得す、また昼夜間、冬夏の電力
需用の格差に対応するために、設備稼動率は低下し不経
済となっていた。ここで、集中発電電力を平準化するた
めには、夜間発生電力の効率的貯蔵と、その有効利用の
技術か早急に求められている。
大電力貯蔵の一方法として、圧縮空気貯蔵発電システム
が提案され、実現されようとしているが、これは電力供
給側からのニーズにより検討されている。
が提案され、実現されようとしているが、これは電力供
給側からのニーズにより検討されている。
本発明の目的は、電力の利用者側に設置し、夜間電力を
分散して貯蔵し、昼間の電ツノ及び冷熱需用が大きくな
った時間帯に、その需用に効率よく対応し、ひいては我
が国の電力利用の平準化を図るようにした蓄エネルギー
型電気・熱併合発電装置を提供することにある。
分散して貯蔵し、昼間の電ツノ及び冷熱需用が大きくな
った時間帯に、その需用に効率よく対応し、ひいては我
が国の電力利用の平準化を図るようにした蓄エネルギー
型電気・熱併合発電装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
上記の目的を達成するために、本発明は、空気貯蔵用容
器及び増減速機を有し、増減速機の２つの高速軸にそれ
ぞれ空気圧縮機及び膨脹タービンを接続すると共に、該
増減速機の低速軸には電動機発電機を接続し、この電動
機発電機により前記空気圧縮機を駆動し、中間冷却をし
ながら高圧空気として前記空気貯蔵用容器に貯蔵し、か
つ該高圧空気を利用して前記膨脹タービンの作用により
電力を発生せしめるよう構成したものである。
器及び増減速機を有し、増減速機の２つの高速軸にそれ
ぞれ空気圧縮機及び膨脹タービンを接続すると共に、該
増減速機の低速軸には電動機発電機を接続し、この電動
機発電機により前記空気圧縮機を駆動し、中間冷却をし
ながら高圧空気として前記空気貯蔵用容器に貯蔵し、か
つ該高圧空気を利用して前記膨脹タービンの作用により
電力を発生せしめるよう構成したものである。
作用
」二記の手段によれば、電気エネルギーを用いて空気を
圧縮し、高圧空気として貯蔵する。圧縮過程においては
、圧縮動力を節減し、効率よく圧縮するために、可能な
限り等温圧縮に近い圧縮過程とする。そして、昼間、こ
の圧縮された空気を放出し、このときの空気の膨脹エネ
ルギーを効率よくタービンで動力回収を図り発電機を駆
動し、電力を発生せしめる。
圧縮し、高圧空気として貯蔵する。圧縮過程においては
、圧縮動力を節減し、効率よく圧縮するために、可能な
限り等温圧縮に近い圧縮過程とする。そして、昼間、こ
の圧縮された空気を放出し、このときの空気の膨脹エネ
ルギーを効率よくタービンで動力回収を図り発電機を駆
動し、電力を発生せしめる。
該タービンで膨脹した空気は大気圧となり、大気温より
低い温度の空気となるため、これを直接冷房用空気とし
て利用すれば、電力発生と同時に冷房が可能となる。す
なわち、空気を等温圧縮し、高圧で貯蔵し、断熱膨張せ
しめて冷空気を得ると同時に動力を発生するようにして
いる。
低い温度の空気となるため、これを直接冷房用空気とし
て利用すれば、電力発生と同時に冷房が可能となる。す
なわち、空気を等温圧縮し、高圧で貯蔵し、断熱膨張せ
しめて冷空気を得ると同時に動力を発生するようにして
いる。
実施例
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明に係る蓄エネルギー型電気・熱併合発電
装置の一実施例を示し、増減速機１０の２つの高速軸１
１．１２にはそれぞれクラッチ１３．１４を介して空気
圧縮機１５、膨脹タービン１６が接続されており、かつ
該増減速機ＩＯの低速軸１７には電動機発電機１８が接
続された構成となっている。そして、前記空気圧縮機１
５及び膨脹タービン１６には、弁１９２０を介して空気
貯蔵用容器２１が接続されている。
装置の一実施例を示し、増減速機１０の２つの高速軸１
１．１２にはそれぞれクラッチ１３．１４を介して空気
圧縮機１５、膨脹タービン１６が接続されており、かつ
該増減速機ＩＯの低速軸１７には電動機発電機１８が接
続された構成となっている。そして、前記空気圧縮機１
５及び膨脹タービン１６には、弁１９２０を介して空気
貯蔵用容器２１が接続されている。
次に、本発明装置の作用について説明する。
ます、第２図に示すエネルギー貯蔵時には、電動機発電
機１８に電力を供給し、該電動機発電機１８は増減速機
１０を介して空気圧縮機１５を駆動する。
機１８に電力を供給し、該電動機発電機１８は増減速機
１０を介して空気圧縮機１５を駆動する。
このとき、増減速機１０の高速軸１２と膨脂ターヒン１
６のクラッチ１４とは脱状態となっており、電動機発電
機１８の駆動力が膨脹タービン１６側へ伝達されないよ
うになっている。一方、前記空気圧縮機１５によって圧
縮された空気は、該空気圧縮機１５より高圧空気となっ
て吐出され、空気貯蔵用容器２１に貯蔵される。
６のクラッチ１４とは脱状態となっており、電動機発電
機１８の駆動力が膨脹タービン１６側へ伝達されないよ
うになっている。一方、前記空気圧縮機１５によって圧
縮された空気は、該空気圧縮機１５より高圧空気となっ
て吐出され、空気貯蔵用容器２１に貯蔵される。
また、第３図に示すエネルギー放出時にあっては、増減
速機１０の高速軸１１と空気圧縮機１５のクラッチ１３
を脱状態とし、かつ増減速機１０の高速軸１２と膨脹タ
ービン１６のクラッチ１４を低状態とする。
速機１０の高速軸１１と空気圧縮機１５のクラッチ１３
を脱状態とし、かつ増減速機１０の高速軸１２と膨脹タ
ービン１６のクラッチ１４を低状態とする。
また、弁１９を閉の状態とする。
この状態において、空気貯蔵用容器２１の高圧空気は膨
脹タービン１６において膨脹し、低温空気となって放出
される。このとき発生した動力は、電動機発電機１８に
より電力に変換される。
脹タービン１６において膨脹し、低温空気となって放出
される。このとき発生した動力は、電動機発電機１８に
より電力に変換される。
なお、上述した実施例にあっては、空気圧縮機１５と膨
脹タービン１６とを別物とし、第１図に示すようにそれ
ぞれクラッチ１３．１４を介して増減速機１０の高速軸
１１．１２に嵌脱可能としているが、設備を単純化する
ために空気圧縮機及び膨脹タービンを兼用した装置を用
いた構成としてもよい。
脹タービン１６とを別物とし、第１図に示すようにそれ
ぞれクラッチ１３．１４を介して増減速機１０の高速軸
１１．１２に嵌脱可能としているが、設備を単純化する
ために空気圧縮機及び膨脹タービンを兼用した装置を用
いた構成としてもよい。
第４図に本発明を実施した場合の空気の状態をｉ（エン
タルピー） −Ｓ（エントロピー）線図の上に例示して
、その作用と効率を説明する。
タルピー） −Ｓ（エントロピー）線図の上に例示して
、その作用と効率を説明する。
本線図上の右上がりの実線は等圧力線を、一方略水平の
破線は等温度線を示す。また、Ｐｏを大気圧とし、順次
Ｐ、、 Ｐ２． Ｐ８と高圧を示している。さらに、等
温度線は、Ｔｏを圧縮時の吸入空気の大気温度とし、Ｔ
Ｉ、 Ｔ２． Ｔａと順次高温を示し、Ｔ−、は低温を
示す。
破線は等温度線を示す。また、Ｐｏを大気圧とし、順次
Ｐ、、 Ｐ２． Ｐ８と高圧を示している。さらに、等
温度線は、Ｔｏを圧縮時の吸入空気の大気温度とし、Ｔ
Ｉ、 Ｔ２． Ｔａと順次高温を示し、Ｔ−、は低温を
示す。
空気を圧縮するときは、Ａ、−Ｂ−Ｃ−Ｄ−ＥＦの点を
経過する。この場合の圧縮は完全な等温圧縮とはなって
いないが、本発明の本質と同一である。すなわち、Ｐｏ
〜Ｐ、まで断熱圧縮し、Ｂ−Ｃまでは冷却をし、これを
Ｐ２． Ｐａの圧力のそれぞれまでの圧縮を繰り返す場
合を示す。このようにして、Ｆ点の状態において貯気さ
れる。
経過する。この場合の圧縮は完全な等温圧縮とはなって
いないが、本発明の本質と同一である。すなわち、Ｐｏ
〜Ｐ、まで断熱圧縮し、Ｂ−Ｃまでは冷却をし、これを
Ｐ２． Ｐａの圧力のそれぞれまでの圧縮を繰り返す場
合を示す。このようにして、Ｆ点の状態において貯気さ
れる。
利用する場合は、Ｆ点からＧ点まで略断熱に近い状態で
膨脹せしめる。このとき、Ｆ点とＧ点の間のエンタルピ
ー差とタービンを通過する空気の重量流量の積に比例す
る動力を発生せしめることか明らかである。この場合、
Ｇ点の空気の温度は初期に吸い込まれた大気温度Ｔ。よ
り低くなっている。
膨脹せしめる。このとき、Ｆ点とＧ点の間のエンタルピ
ー差とタービンを通過する空気の重量流量の積に比例す
る動力を発生せしめることか明らかである。この場合、
Ｇ点の空気の温度は初期に吸い込まれた大気温度Ｔ。よ
り低くなっている。
発明の効果
以上述べたように、本発明によれば、電動機発電機、空
気圧縮機、膨脹タービン及び空気貯蔵用容器とで構成さ
れる単純なシステムとなっており、これによって安価な
装置が供給可能となる。したがって、本発明装置を利用
することにより、夜間等の安価な電力エネルギーを用い
てエネルギーを蓄え、昼間の電力と冷房の需用が高い時
間帯に発電と冷房を行うことができるという優れた効果
を奏する。そして、本発明装置の普及により我が国の電
力需用の平準化が可能となる。
気圧縮機、膨脹タービン及び空気貯蔵用容器とで構成さ
れる単純なシステムとなっており、これによって安価な
装置が供給可能となる。したがって、本発明装置を利用
することにより、夜間等の安価な電力エネルギーを用い
てエネルギーを蓄え、昼間の電力と冷房の需用が高い時
間帯に発電と冷房を行うことができるという優れた効果
を奏する。そして、本発明装置の普及により我が国の電
力需用の平準化が可能となる。
第１図は本発明に係る蓄エネルギー型電気・熱併合発電
装置の一実施例を示す概略構成図、第２図及び第３図は
それぞれ本発明装置の動作説明図、第４図は本発明の作
用効果を説明するｉ−ｓ線図、第５図及び第６図は従来
装置の異なる２つの例を示す概略構成図である。 １０・・増減速機、１１．１２・・高速軸、１３．１４
・・クラッチ、１５・・空気圧縮機、１６・・膨脹ター
ビン、１７・・低速軸、１８・・電動機発電機、 １９
２０・・弁、２１・・空気貯蔵用容器。
装置の一実施例を示す概略構成図、第２図及び第３図は
それぞれ本発明装置の動作説明図、第４図は本発明の作
用効果を説明するｉ−ｓ線図、第５図及び第６図は従来
装置の異なる２つの例を示す概略構成図である。 １０・・増減速機、１１．１２・・高速軸、１３．１４
・・クラッチ、１５・・空気圧縮機、１６・・膨脹ター
ビン、１７・・低速軸、１８・・電動機発電機、 １９
２０・・弁、２１・・空気貯蔵用容器。
Claims (1)
- 空気貯蔵用容器及び増減速機を有し、この増減速機の
２つの高速軸にそれぞれ空気圧縮機及び膨脹タービンを
接続すると共に、該増減速機の低速軸には電動機発電機
を接続し、この電動機発電機により前記空気圧縮機を駆
動し、中間冷却をしながら高圧空気として前記空気貯蔵
用容器に貯蔵し、かつ該高圧空気を利用して前記膨脹タ
ービンの作用により電力を発生せしめるよう構成したこ
とを特徴とする蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9406390A JPH03294604A (ja) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | 蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9406390A JPH03294604A (ja) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | 蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03294604A true JPH03294604A (ja) | 1991-12-25 |
Family
ID=14100069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9406390A Pending JPH03294604A (ja) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | 蓄エネルギー型電気・熱併合発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03294604A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102661175A (zh) * | 2012-05-17 | 2012-09-12 | 西安交通大学 | 压缩空气的储能系统 |
| CN109973151A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-07-05 | 北京工业大学 | 一种单缸自由活塞等温压缩空气储能系统 |
-
1990
- 1990-04-11 JP JP9406390A patent/JPH03294604A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102661175A (zh) * | 2012-05-17 | 2012-09-12 | 西安交通大学 | 压缩空气的储能系统 |
| CN109973151A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-07-05 | 北京工业大学 | 一种单缸自由活塞等温压缩空气储能系统 |
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