JPH0476017B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気エネルギ等を気体の圧力エネルギ
として水中で蓄積する水中エネルギ貯蔵装置に関
する。

〔背景技術〕

電気エネルギを安定して供給するためには昼間
時における電力使用ピーク時の負荷対策が重要な
課題である。しかし原子力発電が多くなると、負
荷追従性が悪いので、夜間の余剰電力を利用した
揚水発電の重要性が高くなつている。

揚水発電は山岳地帯の高低差の大きい一対の貯
水池を利用し、電気エネルギと水の位置エネルギ
との置換えるシステムが一般的である。しかしこ
れは山岳地帯における大規模な用地の確保や建設
工事を必要とするので経済効率が低く、さらに電
力需要の大きな都市から離れた山岳地帯に建設す
る必要があるため送電設備、送電損失等の点で問
題が残る。さらにこのエネルギ貯蔵装置は大規模
な設備に適しており、小規模エネルギの貯蔵には
不適当である。

また、比較的電力消費地に近い海水中に箱体を
設置し、この箱体に電気エネルギ等を気体の圧力
エネルギに換えて貯蔵する方法も提案されている
が、箱体を海底に水平に確実に固定する必要があ
り、箱体の設置が容易ではなかつた。

本発明はこれらの事実を考慮し、圧縮空気を貯
蔵する容器を水平に設置する必要がなく、しかも
容器内に貯蔵された圧縮空気を最大限に活用でき
る水中エネルギ貯蔵装置を提供することを目的と
する。

〔発明の概要及び作用〕

本発明は、水上に設置された加圧装置によつて
圧縮された圧縮空気を、加圧装置に設けられた配
管と連通し水中に載置した天井部と床部と壁部と
から構成される中空箱体内へ、圧力エネルギとし
て貯蔵する水中エネルギ貯蔵装置において、前記
中空箱体と連通し天井部より外方へ立設して形成
されるフランジ筒と、前記中空箱体の両端部の天
井部付近に形成される通水口と、前記通水口に設
けられる開閉弁と、前記中空箱体内部に設けられ
前記通水口と床部付近とを連通する通水管と、前
記中空箱体内部へ天井部に隣接して配置され一端
が前記フランジ筒に挿入され他端が天井部の隅に
配置される通気管と、を有するこを特徴としてい
る。

中空箱体は長手方向両端の底部付近へ通じる通
水管を設け、これらの通水管のいずれか一方を水
中設置時に遮へいすれば、中空箱体を水底へ設置
した場合にその傾きを吸収することができる。す
なわち中空箱体が水底へ設置された場合に、高い
方に配置される通水管を閉止し、低い方の通水管
を通じて圧力変化に伴う海水の入口用とすれば中
空箱体を有効に活用することができる。

〔発明の実施例〕

第１図には本発明の第１実施例に用いられるエ
ネルギ貯蔵装置が示されている。

この実施例では海面１０へ浮上する浮体１２に
発電機１４、コンプレツサ１６がそれぞれ設置さ
れており、これらは海中を通る送電線１８によつ
て陸上のプラントと接続されている。発電機１４
はタービン発電機等の圧力空気を利用して発電す
るものであればよい。

発電機１４、コンプレツサ１６には開閉弁２
０，２２を介して配管２４が連通されている。こ
の配管２４は海中へ導かれ、その先端部が海底２
６付近で中空箱体２８の頂部へ連通されている。
この中空箱体２８は鋼材、コンクリート等で製作
されて内部が全て空気で充満された場合にも浮上
することがない十分な重さを有し、拘束手段を兼
ねた構造となつている。

中空箱体２８はこの実施例では下方が開口して
おり、この下端部付近には通水口３０が形成さ
れ、海水の出入口となつている。

このように構成される本実施例では、夜間等の
余剰電力を利用し、コンプレツサ１６によつて大
気を圧縮し、配管２４を通して中空箱体２８へと
送り込む。この場合は当然ながら開閉弁２０が閉
止され、開閉弁２２が開放される。このため中空
箱体２８内の圧縮空気３２は次第に中空箱体２８
内の海水を通水口３０を通して海中へと押し出
す。これによつて電気エネルギが圧縮空気の圧力
エネルギとして蓄積されることになる。

中空箱体２８へ作用する水圧は内外でつり合つ
ており、作用する外力は浮力に拘する拘束手段と
しての重鍾等の荷重のみであるため、深度が深く
なつても中空箱体２８の構造は同等でよい。

圧力エネルギを電気エネルギに変換する場合に
は、開閉弁２２を閉止し、開閉弁２０を開放す
る。これによつて中空箱体２８内の圧縮空気３２
は海水の圧力によつて配管２４内を押し上げら
れ、発電機１４へ至つて発電が行われる。この電
力は送電線１８を通つてプラント等の消費地へ送
られる。したがつて夜間の余剰電力を圧力エネル
ギとして一時的に蓄積し、昼間時に再び電気エネ
ルギとして取り出すことができる。

この発電機１４で発生された電力を海上の石油
堀削プラント等に用いることも当然可能である。

次に第２図本発明の第２実施例が示されてお
り、中空箱体３４が傾斜して海底２６へ設置され
た場合が考慮されている。すなわち中空箱体３４
は海面から次第に降下して海底２６へ設置する場
合に、必ずしも水平に設置されるとは限らず、第
２図に示される如く傾斜した状態のまま設置され
ることもある。

このため中空箱体３４にはその両端底部付近に
通じる通水管３６，３８が設けられている。これ
らの通水管３６，３８は先端部が中空箱体３４の
上端部付近まで至つており、その出口には開閉弁
４０，４２がそれぞれ取り付けられている。

また中空箱体３４の天井部には、フランジ筒４
４が連結され、このフランジ筒４４へ可撓部２４
Ａが取付けられた配管２４の下端部が連通されて
いる。これにより、配管３４と中空箱体３４がフ
レキシブルに連結されている。

さらに中空箱体３４の天井部には、天井部とフ
ランジ筒４４内とを結ぶ通気管４６，４８が設け
られている。

このためこの実施例では、中空箱体３４が海底
２６へ設置される場合に、通水管３６が通気管３
８よりも高い状態で傾斜すると通水管３６の開閉
弁４０を閉止し、通水管３８の開閉弁４２を開放
したままの状態とする。

これによつて配管２４から圧縮空気３２が中空
箱体３４内へ供給された場合に中空箱体３４内で
通水管３８の連通部付近の最低水位Ｌまで圧縮空
気３２を供給することができる。また圧縮空気３
２を配管２４を通して海面上へと送り出す場合に
は、海水の圧力によつて、海水は最高水位Ｕまで
入り込むことができるので、通水管３６が設けら
れた部分付近の天井部にある残留した圧縮空気３
２が通気管４６を通してフランジ筒４４内へ送ら
れる。従つて、中空箱体３４に貯蔵された圧縮空
気３２は、最大限、配管２４に送り出すことがで
きる。また中空箱体３４が逆方向に傾斜して設置
される場合には、開閉弁４０，４２の開閉を逆に
すればよい。

なお本発明は海底へ複数個の中空箱体３４を設
置し、これらを順次配管２４で連通したり、複数
個の中空箱体３４へそれぞれ別個に配管２４を連
通するようにしてもよい。

一例として海中の深度500ｍ付近に中空箱体３
４を設置すると、空気圧50Kg／cm²、貯蔵量230000
m³、空気流量300Kg／secとした場合に、発電容量
160000kwのエネルギ貯蔵装置を得ることができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明は、中空箱体が傾い
たまま設置されても、一方の通水口の開閉弁を閉
じることによつて、通水管を通じて中空箱体内に
侵入した水を最大限に排出でき、さらに、圧縮空
気供給時には、通気管を通じて、天井部の隅に停
滞する圧縮空気をも配管に供給できるので、中空
箱体を水中内へ水平に設置する必要がないという
優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第
２図は本発明の第２実施例を示す断面図である。 １０……海面、１４……発電機、１６……コン
プレツサ、２４……配管、２８……中空箱体、３
２……圧縮空気、３４……中空箱体、３６，３８
……通水管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水上に設置された加圧装置によつて圧縮され
   た圧縮空気を、加圧装置に設けられた配管と連通
   し水中に載置した天井部と床部と壁部とから構成
   される中空箱体内へ、圧力エネルギとして貯蔵す
   る水中エネルギ貯蔵装置において、前記中空箱体
   と連通し天井部より外方へ立設して形成されるフ
   ランジ筒と、前記中空箱体の両壁部の天井部付近
   に形成される通水口と、前記通水口に設けられる
   開閉弁と、前記中空箱体内部に設けられ前記通水
   口と床部付近とを連通する通水管と、前記中空箱
   体内部へ天井部に隣接して配置され一端が前記フ
   ランジ筒に挿入され他端が天井部の隅に配置され
   る通気管と、を有することを特徴とする水中エネ
   ルギ貯蔵装置。