JPH0651511B2 - 水中設置用圧縮空気貯蔵装置及びその沈設方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、夜間の余剰電力を利用して圧縮空気を貯蔵
し、昼間の電力需要ピーク時に、貯蔵した空気を利用し
て電力を供給する技術に関し、特に、その圧縮空気貯蔵
タンクを大深度の海中に設置するための水中設置用圧縮
空気貯蔵装置及びその沈設方法に関するものである。

〔従来の技術〕 従来、夜間の余剰電力を利用して圧縮空気を海中などに
設置した圧縮空気貯蔵タンク内に貯蔵し、昼間の電力需
要ピーク時に、貯蔵した圧縮空気を利用して電力を供給
することが考えられてはいるが、実用的な装置及びその
水中への沈設方法については、まだ具体化されていない
のが現状である。

すなわち、このような水中設置用の圧縮空気貯蔵タンク
として大容量のケーソンを沈設することが考えられる
が、この場合、そのケーソンの規模が大きくなり、その
沈設が非常に大変であり、沈設コストがかさむという問
題があり実用的でない。

また、膜状ゴムから形成された圧縮空気貯蔵タンクを水
中に設置するとなると、その浮力をいかにして押さえ
て、水底に固定するかという問題があり、これも実用的
でない。

〔発明の解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされた
ものであり、水中への沈設作業及びその水底への固定が
容易に行なえる実用的な水中設置用圧縮空気貯蔵装置及
びその沈設方法を提供することを解決課題としたもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するための手段として、本発明の水中
設置用圧縮空気貯蔵装置は、密閉された主浮力利用圧縮
空気貯蔵タンク部と、その下部に連結され、かつ上記浮
力利用圧縮空気貯蔵タンク部と圧縮空気の移動を可能と
する開閉バルブを介したパイプ等で連絡された底部が開
放した構造のメイン圧縮空気貯蔵タンク部と、上記メイ
ン圧縮空気貯蔵タンク部の下部に連結され、かつ内部に
水中コンクリートを打設してこれを重量とする追加重量
付加部とから構成されており、主浮力利用圧縮空気貯蔵
タンク部と、メイン圧縮空気貯蔵タンクにより設置後の
圧縮空気の貯蔵を行なうと共に、これらのタンク部内の
圧縮空気の出し入れにより、この貯蔵タンクの沈設位置
までの曳航及びその位置での沈設を容易に行なうことが
でき、また、下部の追加重量付加部を所定の重量にする
ことによって、沈設後の固定が確実に行なわれる。

また、本発明の圧縮空気貯蔵装置の沈設方法としては、
上記の主浮力利用空気貯蔵タンク部に所定圧力の圧縮空
気を充填し、かつその下部に連結したメイン圧縮空気貯
蔵タンク部にも曳航上必要な空気を注入した状態で、そ
の主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部の上部に作業台船を
フローティングクレーン等により乗せて仮留めした状態
で沈設位置まで曳航し、作業台船上から水底に張設した
アンカー等により固定した後、上記作業台船の仮留めを
解除し、メイン圧縮空気貯蔵タンク部内の圧縮空気を抜
き、沈降に応じて作業台船上のウインチで主浮力利用圧
縮空気貯蔵タンク部側に連結したワイヤーを繰り出しつ
つ、かつ主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部内の圧縮空気
圧力を常にその水中位置における水圧よりわずかに高め
うる圧縮空気を注入しながら水底に軟着底させ、最下部
の追加重量付加部に水中コンクリートを打設することを
特徴としたものであり、安定した作業状態のもとにこの
装置の沈設が行なわれる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を説明するが、第１
図は本発明の水中設置用圧縮空気貯蔵装置の一実施例に
おける沈設状況図、第２−Ａ図から第２−Ｄ図までは第
１図の装置の沈設作業の手順を示した一連の説明図、第
３図は第１図の装置の設置例を示す配置図である。

まず、この圧縮空気貯蔵装置１は、大深度用大規模設備
として、第３図に示す水深Ｈの海底Ｂに設置され、陸上
のコンプレッサー２からの圧縮空気を配管３を介して海
底Ｂに貯蔵し、昼間等の電力需要ピーク時にそれを陸上
のタービン２１に供給し、そのタービン２１の駆動によ
り発電した電力を供給するものである。

そこで、この圧縮空気貯蔵装置１は、第１図のごとく、
主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４、メイン圧縮空気貯
蔵タンク部５、追加重量付加部６から構成されており、
これらのそれぞれの構造は次の通りである。

まず、主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４は、鋼板、ま
たはコンクリートと鋼板とのハイブリッド版等からなる
密閉されたタンクであり、その鋼板またはハイブリッド
版は、後述するように、所定の圧縮空気を貯蔵できるの
に必要な強度及び曳航時及び沈設時の外力に必要な強度
とし、腐食対策を適宜施すものとする。

また、この主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４の浮力
が、上記の主浮力利用圧縮貯蔵タンク部４と、メイン圧
縮空気貯蔵タンク部５と、水中コンクリート２０を内部
に打設する前の追加重量付加部６とで構成される圧縮空
気貯蔵装置１全体の水中重量より、わずかに小さい浮力
となるように、その主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４
の大きさを適宜決定するものである。

さらに、主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４は、その下
部にあるメイン圧縮空気貯蔵タンク部５と連結されてい
る。

また、主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４とメイン圧縮
空気貯蔵タンク部５とは、バルブを介してパイプ等で連
絡されており、この圧縮空気貯蔵装置１の全体の沈設が
終了した後に、そのバルブを開くことで、主浮力利用圧
縮空気貯蔵タンク部４とメイン圧縮空気貯蔵タンク部５
とは連絡され、主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４にも
圧縮空気を貯蔵できる。

次に、メイン圧縮空気貯蔵タンク部５は、主浮力利用圧
縮空気貯蔵タンク部４の下部に連結され、曳航及び沈設
時に必要な強度をもった、上面と側面とを鋼板、または
コンクリート及び鋼板のハイブリッド版からなる底部が
開放した構造となっている。

上記の鋼板、またはハイブリッド版は、メイン圧縮空気
貯蔵タンク部５内に貯蔵される圧縮空気の圧力が周囲の
水圧とほぼ同じなるので、圧縮空気に対する強度はさほ
ど考慮しなくてよいが、曳航及び沈設時の外力に対抗で
きる厚さとし、腐食対策を適宜施すものとする。

また、追加重量付加部６とメイン圧縮空気貯蔵タンク部
５との間には、圧縮空気の出し入れに伴いメイン圧縮空
気貯蔵タンク部５内の水を注排出するための空隙を設け
るが、必要ならばこの実施例のごとくその下端付近に注
排水管９を設け、メイン圧縮空気貯蔵タンク部５内の水
を注排水するものとする。

さらに、追加重量付加部６は、メイン圧縮空気貯蔵タン
ク部５の下部に連結し、その底部と側面を鋼板等で囲っ
た構造とし、追加する重量に応じて、メイン圧縮空気貯
蔵タンク部５より適宜幅を広げ、メイン圧縮空気貯蔵タ
ンク部５や主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４と補強材
１４で連結補強している。

また、上記圧縮空気貯蔵装置１の全体を沈設した後に、
流動性の良い特殊水中コンクリート２０をこの追加重量
付加部６内に打設するが、その打設は、水上の作業台船
１５からパイプを通じて行なうようにしている。

なお、主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４とメイン圧縮
空気貯蔵タンク部５に、圧縮空気を満した時の全体の浮
力以上の重量になるように、この追加重量付加部６の大
きさを決定するものとする。

次に、上記の水中設置用の圧縮空気貯蔵装置１の沈設方
法につき第２−Ａ図から第２−Ｄ図までに従って説明す
る。

まず、造船所のドック等で上記圧縮空気貯蔵装置１の全
体を製作した後、主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４に
所定の圧力の圧縮空気を満し、メイン圧縮空気貯蔵タン
ク部５にも曳航上必要な圧縮空気を注入して、全体を浮
かせる。

次に、沈設用の作業台船１５をフローティングクレーン
等で吊り、主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４の上に乗
せて仮留めを行なった後、沈設位置迄第２−Ａ図のごと
く、曵船１０等で曳航する。

そこで、第２−Ｂ図のごとく、作業台船１５上から海底
Ｂにアンカーを打ち、アンカーワイヤー７を張り、洋上
の所定の沈設位置に固定した後、作業台船１５上のウイ
ンチ１６と、主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４の上部
とを、ワイヤー８で連結し、作業台船１５の仮留めを解
除する。

次に、第２−Ｃ図において、メイン圧縮空気貯蔵タンク
部５の空気を抜くことにより、圧縮空気貯蔵装置１全体
が矢印Ｓ方向に沈降しだしたら、主浮力利用圧縮空気貯
蔵タンク部４内の圧縮空気の圧力と、その沈降中の各水
深におけるる水圧とが一致するか、一致する前に、作業
台船１５上のコンプレッサー２より配管３を介して主浮
力利用圧縮空気貯蔵タンク部４内に圧縮空気を注入し、
主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４内の空気圧力をその
水圧よりわずかに高める。

この作業は、例えば１０ｍ沈降するごとに段階的に行な
ってもよいし、沈設前から沈設するまで連続的に行なっ
てもよく、段階的に行なう場合には、主浮力利用圧縮空
気貯蔵タンク部４の空気圧に対する強度は、設定された
段階の圧力、例えば１０ｍごとならば、１kg／cm²以上
の強度が必要とされるが、連続的に行なう場合には、主
浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部４内の空気圧を水圧より
わずかに高めるだけでよいので、空気圧に対する強度
は、さほど考慮する必要がない。

上記の沈降は第２−Ｄ図に示すごとく行なわれるが、そ
の間、作業台船１５上のウインチ１６でワイヤー８を繰
り出しつつ、全体を水平に保ちながら沈降させて海底Ｂ
に第１図のごとく軟着底させる。

その後、作業台船１５から、図示されていないパイプを
通じて追加重量付加部６に特殊水中コンクリート２０を
打設して沈設が完了する。

〔発明の効果〕

以上に説明した本発明の水中設置用圧縮空気貯蔵装置及
びその沈設方法によれば、主浮力利用圧縮空気貯蔵タン
ク部には、沈設する際に圧縮空気をコンプレッサーによ
り沈降に応じて補給するので、水圧より所定の圧力だけ
わずかに高い空気圧に耐える構造で充分であり、タンク
部材を安価にし、製造コストを節減できるという効果が
ある。

また、メイン圧縮空気貯蔵タンク部は、底部が開放した
構造なので、水圧に対して強度上考慮する必要がなく、
この部分でも部材を節約できる。

また、この圧縮空気貯蔵装置全体を沈設する際に、作業
台船上のウインチにかかる荷重も小さいので、ウインチ
の能力も小さくてすみ、かつ反力を浮け持つ作業台船も
小さなものですむという利点もある。

さらに、追加重量付加部に流動性のよい特殊な水中コン
クリートを打設すれば、コンクリートを均さなくとも、
コンクリートが均一に行きわたり、確実な沈設が行なわ
れ、大水深での水中作業が不要となるという利点があ
る。

一方、この装置の沈設位置への曳航時には重心が下り、
安定しているので安全な曳航が行なわれるという利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水中設置用圧縮空気貯蔵装置の一実施
例における沈設状況を示す正面図、第２−Ａ図から第２
−Ｄ図までは第１図の装置の沈設作業の手順を示した一
連の説明図、第３図は第１図の装置の設置例を示す配置
図である。 １……圧縮空気貯蔵装置、４……主浮力利用圧縮空気貯
蔵タンク部、５……メイン圧縮空気貯蔵タンク部、６…
…追加重量付加部、７……アンカーワイヤー、８……ワ
イヤー、１５……作業台船、１６……ウインチ、２０…
…水中コンクリート、Ｂ……海底。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉された主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク
   部と、その下部に連結され、かつ上記主浮力利用圧縮空
   気貯蔵タンク部と圧縮空気の移動が可能に連絡された底
   部が開放した構造のメイン圧縮空気貯蔵タンク部と、上
   記のメイン圧縮空気貯蔵タンク部の下部に連結され、か
   つ内部に水中コンクリートを打設してこれを重量とする
   追加重量付加部とから構成される水中設置用圧縮空気貯
   蔵装置。
2. 【請求項２】上部の主浮力利用空気貯蔵タンク部に所定
   圧力の圧縮空気を充填し、かつその下部に連結したメイ
   ン圧縮空気貯蔵タンク部にも曳航上必要な空気を注入し
   た状態で、その主浮力利用圧縮空気貯蔵タンク部の上部
   に作業台船を乗せて仮留めした状態で沈設位置まで曳航
   し、固定した後、上記作業台船の仮留めを解除し、メイ
   ン圧縮空気貯蔵タンク部内の空気を抜き、沈降に応じて
   作業台船上のウインチで水中設置用圧縮空気貯蔵装置に
   連結したワイヤーを繰り出し、かつ主浮力利用圧縮空気
   貯蔵タンク部内の空気圧を常に水圧よりわずかに高めう
   る圧縮空気を注入しながら水底に軟着底させた後、最下
   部に連結した追加重量付加部に水中コンクリートを打設
   する水中設置用圧縮空気貯蔵装置の沈設方法。