(57)【要約】  大気中に放出される圧縮エアーが有するエネルギーに着目し、この圧縮エアーのエネルギーを利用・回収して発電できるようにし、また同時に、エアーコンプレッサー自体の消費エネルギーの節減を図る、実用化可能なエネルギー節減システムを提供する。エアーコンプレッサーでエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）、ファンの回転により駆動される発電機（１５Ｂ）とを備え、これによりエアーコンプレッサーの消費電力を低減させる。
2011033765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、
圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
を備え、
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の消費電力を低減させる、
ことを特徴とするエネルギー節減システム。
【請求項２】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、
圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
を備え、
大気に放出される圧縮エアーのエネルギーを上記発電機（１５Ｂ）でエネルギーを回収すると共に、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の消費電力を低減させる、
ことを特徴とするエネルギー節減システム。
【請求項３】
請求項２に記載のエネルギー節減システムにおいて、
更に、上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減システム。
【請求項４】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記発電機（１５Ｂ）の流量を算出し、上記発電機（１５Ｂ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記発電機（１５Ｂ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記発電機（１５Ｂ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項３に記載のエネルギー節減システム。
【請求項５】
上記配管（１１）には、上記空気タンク（１５）をバイパスするバイパス配管（１６）が設けられ、該バイパス配管（１６）と配管（１１）との分岐部と合流部には、圧縮エアーの流通路を切り替える切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項６】
上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）と、を更に備えたことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項７】
上記インバータ回路（２１）の出力がエアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の駆動電源に使用されることを特徴とする請求項６に記載のエネルギー節減システム。
【請求項８】
上記空気タンク（１５）がエアーコンプレッサー（１０）直後の配管（１１）に接続されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項９】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径と同一あるいは大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項１０】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置で圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられ、上記エアー圧送装置の出力側配管に接続されるエネルギー節減装置であって、
上記エアーコンプレッサー（１０）から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
から成ることを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項１１】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置で圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられ、上記エアー圧送装置の出力側配管に接続されるエネルギー節減装置であって、
上記エアーコンプレッサー（１０）から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
から成ることを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のエネルギー節減装置において、
更に、
上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項１３】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記発電機（１５Ｂ）の流量を算出し、上記発電機（１５Ｂ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記発電機（１５Ｂ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記発電機（１５Ｂ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項１２に記載のエネルギー節減装置。
【請求項１４】
上記ケーシング（３０）には、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）とが、更に内蔵されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のエネルギー節減装置。
【請求項１５】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径と同一あるいは大きいことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載のエネルギー節減装置。
【請求項１６】
エアーコンプレッサーで圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられるエアーコンプレッサーであって、
上記エアーコンプレッサー(１０)から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出されるべき圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
を備えたことを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１７】
エアーコンプレッサーで圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられるエアーコンプレッサーであって、
上記エアーコンプレッサー(１０)から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出されるべき圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
を備えたことを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１８】
請求項１７に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサーにおいて、
更に、
上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１９】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記発電機（１５Ｂ）の流量を算出し、上記発電機（１５Ｂ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記発電機（１５Ｂ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記発電機（１５Ｂ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項１８に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項２０】
上記ケーシング（３０）には、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）とが、更に内蔵されていることを特徴とする請求項１７に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項２１】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径と同一あるいは大きいことを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項２２】
請求項１０〜１４のいずれかに記載のエネルギー節減装置が、圧縮エアーが流れる配管の途中に複数台設けられたシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エネルギー節減システムに関し、特に、エアーコンプレッサーの消費エネルギーを節減し、また、大気に放出される圧縮エアーのエネルギーを利用して発電できるようにしたシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の枯渇が懸念され、原子力発電、太陽光発電、風力発電、波力発電などが研究され実用化されている。【０００３】
また、船舶内に設置された各種の配管に流れる流体のエネルギーを利用して発電を行うシステム (例えば、特許文献１を参照)や、エアーをタンクに蓄圧しタンクから圧縮エアーを取り出して発電機を駆動するシステム (例えば、特許文献２
，特許文献３を参照)が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６１０３２号公報
【特許文献２】特開２００２−２３５５５５号公報
【特許文献３】特開２００２−３７１９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されたシステムでは、具体性に欠け、実用化が難しい。また、特許文献２や特許文献３に記載されたシステムでは、タンクにエアーを蓄圧するエネルギーを必要とし、これも実用化が難しい。【０００６】
上記状況に鑑みて、本発明は、大気中に放出される圧縮エアーが有するエネルギーに着目し、この圧縮エアーのエネルギーを利用・回収して発電できるようにし、また同時に、エアーコンプレッサー自体の消費エネルギーの節減を図る、実用化可能なエネルギー節減システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明の第１の観点のエネルギー節減システムは、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、
圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、を備え、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の消費電力を低減させることを特徴とする。【０００８】
ここで、エアー圧送装置とは、圧縮エアーを送り出す装置であり、代表的にはエアーコンプレッサーが挙げられ、機械式やエンジン式のエアーコンプレッサーを含み、さらに空気を大量に取り込んで水などを攪拌する設備に用いられる大型ブロアーも含まれる概念で用いられる。
各種工場、搬送設備、店舗、船舶などではエアーコンプレッサーを設置し、エアーコンプレッサーと可動機器や可動機構(エアー使用機器)、例えば金型の型締め機構やスプレーガンの間を配管やエアーホースで接続し、圧縮エアーによって可動機構を駆動することが行われている。このシステムの圧縮エアーは使用目的を達成すると、大量のエネルギーを持ったまま大気に放出されてしまう。すなわち、圧縮エアーのエネルギーは無駄に大気中に捨てられているのである。【０００９】
発明者は、この圧縮エアーのエネルギーを有効活用すべく、出力側の配管に空気タンクを設け、そのタンク内に圧縮エアーの圧力を受けて回転するファンを設けたところ、後述するように、エアーコンプレッサーの消費電力が低減するという現象を見出したものである。【００１０】
空気タンクは、配管の途中に接続し、圧縮エアーのエネルギーを回収するのがよい。空気タンクは端末のエアー機器の近傍に設けてもよいが、エアー機器によっては常時稼働していないことがあり、その場合には圧縮エアーを活用することができない。そこで、空気タンクをエアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の直後の配管に接続して、常時、圧縮エアーが流れるようにして常に圧縮エアーを利用するようにする。【００１１】
ここで、エアー機器とは、例えば、空気圧シリンダー、揺動型アクチュエーター、真空パッド、空気弁チャック、ブローノズルなどを挙げることができる。【００１２】
また、本発明の第２の観点のエネルギー節減システムは、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、を備え、大気に放出される圧縮エアーのエネルギーを上記発電機（１５Ｂ）でエネルギーを回収すると共に、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の消費電力を低減させることを特徴とする。【００１３】
本発明の特徴の１つは、これまでは大気に無駄に放出されていた圧縮エアーのエネルギーを回収し、発電に利用するようにした点にある。
これにより、身近なエアーシステムを利用して簡易に発電を行うことができ、しかも特別な機器を使用していないことから、容易に実用化できる。【００１４】
また、このようなシステムは、従来からの課題である機器及び配管接続部からのエアー漏れロスを回収できることにもつながる。エアーコンプレッサーから圧縮エアーが大気に放出されるまでの配管は通常数１０〜数１００ｍ程度に及ぶものであり、配管の途中でエアー漏れが生じるといった問題があったものを、本発明により、エアー漏れのエネルギーを回収できることになる。空気タンク内のファンや発電機で圧縮エアーのエネルギーを予め回収して、空気タンクの後段の配管に流れる圧縮エアーのエネルギーを小さくする。【００１５】
また、上述の本発明の第２の観点のエネルギー節減システムにおいて、更に、バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、バイパス配管（１６）と配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）とが設けられ、流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御されるものであることが好ましい態様である。
ここで、自動調節弁（４０）の制御は、流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と自動調節弁（４０）の開度から発電機（１５Ｂ）の流量を算出し、発電機（１５Ｂ）の定格流量および必要最低流量に基づき、発電機の流量が必要最低流量を下回る場合に自動調節弁（４０）の開度を小さくし、発電機の流量が常に定格流量を目標とするように自動調節弁（４０）の開度を制御するものであることが好ましい。
発電機の定格流量および必要最低流量に基づいて、発電機の流量が必要最低流量を下回る場合には、自動調節弁の開度を小さくするよう制御して、発電機側の回路保護を行うのである。また、発電機の流量が必要最低流量を上回る場合には、発電機の流量が常に定格流量を目標とするように自動調節弁の開度を制御して、発電効率を高めるのである。【００１６】
また、配管（１１）には、空気タンク（１５）をバイパスするバイパス配管（１６）が設けられ、該バイパス配管（１６）と配管（１１）との分岐部と合流部には、圧縮エアーの流通路を切り替える切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）が設けられるのが好ましい。
ファン及び発電機に故障や異常が発生したときに端末のエアー機器に圧縮エアーを送給できなくなることが懸念されることから、空気タンクをバイパスするパイパス配管を接続し、バイパス配管と配管との分岐部と合流部には圧縮エアーの流通路を切り替える切替弁を設けて空気タンクを迂回してエアー機器に圧縮エアーを送給できるようにするのである。【００１７】
また、発電機の発電電力は、そのまま普通電源として使用することもできるが、稼働中のエアー機器の数によって配管を流通する圧縮エアーの風量と流速が異なり、発電量が変動することが懸念される。そこで、発電機の発電電力を平準化する平準化回路と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路とを更に備えるのがよい。【００１８】
インバータ回路の出力を通常電源に使用することができるが、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の電源に使用することもできる。
また、空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径よりも大きいことが好ましい態様である。空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径よりも大きくすることで、空気タンク内に出入りする圧縮エアーの流れがスムーズになり、圧縮エアーに対する抵抗を減らし、エネルギーロスを低減することが可能となる。【００１９】
次に、本発明のエネルギー節減装置は、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置で圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられ、上記エアー圧送装置の出力側配管に接続されるエネルギー節減装置であって、
上記エアーコンプレッサー（１０）から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、から成ることを特徴とする。【００２０】
また、本発明のエネルギー節減装置は、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置で圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられ、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の出力側配管に接続されるエネルギー節減装置であって、下記ａ）〜ｇ）を備え、流量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）を制御することを特徴とする。【００２１】
ａ）上記エアーコンプレッサー(１０)から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
ｂ）該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
ｃ）該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
ｄ）該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
ｅ）上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
ｆ）上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器（４２）と、
ｇ）上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）、バイパス配管（１６）、自動調節弁（４０）及び流量検出器（４２）を内蔵するケーシング（３０）【００２２】
なお、上記のエネルギー節減装置において、ケーシング内に発電機の発電電力を平準化する平準化回路と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路とを更に内蔵するのがよい。
また、上記のエネルギー節減装置において、更に、バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、バイパス配管（１６）と配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）とが設けられ、流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御されるものが好ましい。
また、上記のエネルギー節減装置は、圧縮エアーが流れる配管の途中に複数台設けられ、エネルギーの節減効果を高めることが好ましい。【００２３】
本発明のエネルギー節減型エアーコンプレッサーは、エアーコンプレッサーで圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられるエアーコンプレッサーであって、
上記エアーコンプレッサー(１０)から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出されるべき圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
を備えたことを特徴とする。【００２４】
本発明のエネルギー節減型エアーコンプレッサーは、エアーコンプレッサーで圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられるエアーコンプレッサーであって、
上記エアーコンプレッサー(１０)から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出されるべき圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
を備えたことを特徴とする。【００２５】
上記のエネルギー節減システムやエネルギー節減装置においては、エアーコンプレッサーの配管部分に発電機を内蔵した、空気タンクを接続するようにしたが、エアーコンプレッサーのケーシング本体内部に発電機を内蔵した空気タンクを取り付けると、発電機能付きのあるエアーコンプレッサーを提供することができる。【００２６】
なお、上記のエネルギー節減型エアーコンプレッサーにおいて、ケーシング内に発電機の発電電力を平準化する平準化回路と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路とを更に内蔵するのがよい。
また、上記のエネルギー節減型エアーコンプレッサーにおいて、更に、バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、バイパス配管（１６）と配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）とが設けられ、流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御されるものが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、大気中に放出される圧縮エアーが有するエネルギーを利用・回収して発電できるようにし、また同時に、エアーコンプレッサー自体の消費エネルギーの節減を図ることができるといった効果を有する。
また、従来問題であったエアー漏れのエネルギーロスを回収することができるといった効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】エネルギー節減システムの実施例１のシステム構成図
【図２】エネルギー節減システムの実施例２のシステム構成図
【図３】エネルギー節減システムの実施例３のシステム構成図
【図４】エネルギー節減システムの実施例３の他の実施形態のシステム構成図
【図５】エネルギー節減システムの実施例４のシステム構成図
【図６】エネルギー節減システムの実施例５のシステム構成図
【図７】発電機により回収した電力を負荷電源として再利用する回路の構成例
【図８】コンプレッサーの消費電力測定試験の回路構成図
【図９】コンプレッサーの消費電力測定結果のグラフ１
【図１０】コンプレッサーの消費電力測定結果のグラフ２
【図１１】コンプレッサーの消費電力測定結果のグラフ３
【図１２】エアー合流タンクの模式図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
【実施例１】
【００３０】
図1は、本発明のエネルギー節減システムの第１の実施形態を示している。図１において、１０はモータｌ０Ａ、圧縮機１０Ｂ及びエアータンク１０Ｃから構成されるエアーコンプレッサー、１１は配管である。そして、１２は、配管１１によってエアーコンプレッサー１０に接続され圧縮エアーのエネルギーによって駆動され、使用済の圧縮エアーを大気に放出するエアー機器である。【００３１】
また、１３は配管１１に設けられたドライヤー、１４は配管１１の途中に設けられたフィルター及び減圧弁、１５は配管１１のフィルター及び減圧弁１４の下流側に接続され、圧縮エアーの導入口部と排出口部とが配管１１に連通された空気タンク、１５Ａは空気タンク１５内で圧縮エアーを受けるように設けられたプロペラファンである。【００３２】
コンプレッサー１０の駆動モータ１０Ａが作動されると、エアーが取り込まれて圧縮され、エアータンク１０Ｃで蓄圧されるとともに、配管１１を経てエアー機器１２に向けて圧縮エアーとして送給される。この圧縮エアーはドライヤー１３で乾燥され、フィルター及び減圧弁１４で塵などが除去されるとともに所定の圧力に減圧される。所定の圧力に減圧された後、圧縮エアーはエアー機器１２に到達する。エアー機器１２は圧縮エアーのエネルギーを受けて作動し、使用済みの圧縮エアーは大気に放出される。
圧縮エアーが配管１１を流通し、空気タンク１５内に達すると、空気タンク１５内のファン１５Ｂを回転させる。【００３３】
すなわち、図１に示されるシステムは、コンプレッサー１０でエアーを圧縮し、配管１１を通して複数のエアー機器１２に圧送してエアー機器１２を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、圧縮エアーの導入口部と排出口部とが配管１１に連通された空気タンク１５と、空気タンク１５内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン１５Ａを備えるものである。【００３４】
空気タンク１５は、圧縮エアーの蓄積を行う。圧縮エアーは所定のエネルギーを有していることから、空気タンク１５には所定のエネルギーが蓄積されることになる。また、空気タンク１５は、圧縮エアーの圧力変動や脈動の抑制作用を奏する。【００３５】
ここで、ファン１５Ｂは、プロペラファンに限定されるものではなく、例えば、軸流ファンやシロッコファンを採用することもできる。【００３６】
図１の示すシステムでは、コンプレッサー１０の排気側の配管に、ファン１５Ａを内蔵する空気タンク１５を接続することにより、コンプレッサー１０の消費電力を低減させることができる。コンプレッサー１０の後段に設けた空気タンク１５及びファン１５Ａの存在によって、コンプレッサー１０の消費電力が低減できるということは実機でのテストで得られた結果である。消費電力が低減する機構の解明は未だであるが、空気タンク１５内のファン１５Ａの作用で圧縮エアーの圧力が低減することで、コンプレッサー１０の圧縮エアーの排出負荷（押し出し負荷）が低減できることに起因すると推察される。
【実施例２】
【００３７】
図２は本発明のエネルギー節減システムの第２の実施形態を示している。図２において、１０はモータｌ０Ａ、圧縮機１０Ｂ及びエアータンク１０Ｃから構成されるエアーコンプレッサー、１１は配管、１２は配管１１によってエアーコンプレッサー１０に接続され圧縮エアーのエネルギーによって駆動され、使用済の圧縮エアーを大気に放出するエアー機器である。【００３８】
また、１３は配管１１に設けられたドライヤー、１４は配管１１の途中に設けられたフィルター及び減圧弁、１５は配管１１のフィルター及び減圧弁１４の下流側に接続され、圧縮エアーの導入口部と排出口部とが配管１１に連通された空気タンク、１５Ａは空気タンク１５内で圧縮エアーを受けるように設けられたプロペラファン、１５Ｂはファン１５Ａの回転によって駆動される発電機である。【００３９】
１６は空気タンク１５をバイパスして配管１１に接続されたバイパス配管、１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂは、バイパス配管１６と配管１１との分岐部及び合流部に設けられた切替弁、１９は空気タンク１５のドレイン抜きである。【００４０】
２０は発電電力を平準化する平準化回路、２１は平準化回路２０の出力を交流、例えば、ＡＣ２００Ｖに変換するインバータ回路、２３は電源開閉及び回路保護用のノーヒューズブレーカである。【００４１】
コンプレッサー１０の駆動モータ１０Ａが作動されると、エアーが取り込まれて圧縮される。圧縮エアーは、エアータンク１０Ｃで蓄圧されるとともに、配管１１を経てエアー機器１２に向けて送給される。この圧縮エアーは、ドライヤー１３で乾燥され、フィルター及び減圧弁１４で塵などが除去されるとともに所定の圧力に減圧される。所定圧力に減圧された圧縮エアーは、エアー機器１２に到達し、エアー機器１２は圧縮エアーのエネルギーを受けて作動し、使用済みの圧縮エアーは大気に放出される。【００４２】
圧縮エアーが配管１１を流通し、空気タンク１５内に達すると、ファン１５Ｂを回転させ、その回転によって発電機１５Ｂが駆動されて電力を発電する。発電電力は平準化回路２０で平準化され、インバータ回路２１で例えばＡＣ２００Ｖに変換され、エアーコンプレッサー１０のモータ１０Ａの電力に供給され、通常電源として使用される。【００４３】
空気タンク１５は圧縮エアーの蓄積 (エネルギーの蓄積)、圧縮エアーの圧力変動や脈動の抑制、圧縮エアーの冷却及びドレインの分離の作用を奏する。【００４４】
空気タンク１０内の発電系に異常や故障が発生した場合、切替弁１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、１８Ｂを切り替え、空気タンク１５をバイパスして圧縮エアーを流通させる。【００４５】
ここで、ファン１５Ａは、プロペラファンに限定されるものではなく、例えば、軸流ファンやシロッコファンを採用することもできる。また、空気タンク１５内にファン１５Ａ及び発電機１５Ｂを内蔵したが、発電機１５Ｂは空気タンク１５の外に設け、ファン１５Ａの軸と発電機１５Ｂの軸とを伝達ベルトなどで接続することもできる。
【実施例３】
【００４６】
図３は本発明のエネルギー節減システムの第３の実施形態を示している。図３において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施例３のシステムは、図３に示すように、実施例２のシステムにおいて、バイパス配管１６に設けられた自動調節弁４０と、バイパス配管１６と配管１１との分岐部の手前に設けられた流量検出器４２が更に設けられたものである。流量検出器４２の信号に基づいて自動調節弁４０が制御される。
なお、図４に示すように、実施例３のシステムにおいて、バイパス配管１６に設けられた自動調節弁４０と、バイパス配管１６と配管１１との合流部の後段に流量検出器４２を設け、流量検出器４２の信号に基づいて自動調節弁４０が制御されるものでもかまわない。【００４７】
自動調節弁４０の制御方法について説明する。
先ず、流量検出器４２の信号と自動調節弁４０の開度から発電機１５Ｂの流量を算出する。そして、発電機１５Ｂの定格流量および必要最低流量に基づいて、発電機１５Ｂの流量が必要最低流量を下回る場合には、自動調節弁４０の開度を小さくするよう制御する。また、発電機１５Ｂの流量が必要最低流量を上回る場合には、発電機１５Ｂの流量が常に定格流量を目標とするように自動調節弁４０の開度を制御する。
このように、エアーの流量検出器４２を自動調節弁４０と共にシステムに組み込むことにより、発電機１５Ｂを定格で回すために必要なエアーを優先的に発電機１５Ｂの回路に流すためのコントロール機能を持たせることが可能になる。エアーコンプレッサー１０の能力が発電機１５Ｂの定格風量を大幅に上回る場合には、発電機１５Ｂの定格風量を超える風量は流量調節配管１１Ａに流してやることが必要となる。一方で、端末側のエアー機器でのエアー消費が少なくなった場合は、流量調節配管１１Ａをコントロールして、発電機１５Ｂの配管回路に優先的にエアーの風量を流すようにするのである。
【実施例４】
【００４８】
図５は本発明のエネルギー節減システムの第４の実施形態を示している。図５において、図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施例４では、エアーコンプレッサー１０、配管１１、ドライヤー１３、フィルター及び減圧弁１４、プロペラファン１５Ａ及び発電機１５Ｂを内蔵する空気タンク１５、流量調節用のバイパス配管１１Ａ、緊急時のバイパス配管１１Ｃ、ドレイン抜き１９、平準化回路２０、インバータ回路２１、ヒューズ２３、自動調節弁４０及び流量検出器４２を、ケーシング３０に内蔵して発電機付きのエアーコンプレッサーを構成している。緊急時のバイパス配管１１Ｃは、発電機１５Ｂ側のトラブルや自動調整弁４０のトラブルが発生した場合の緊急時の配管である。弁１９Ａは、手動操作と機器故障で自動操作となるようにしている。
【実施例５】
【００４９】
図６は本発明のエネルギー節減システムの第５の実施形態を示している。図６において、図５と同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施例５では、エアーコンプレッサー１０、配管１１、ドライヤー１３、フィルター及び減圧弁１４、プロペラファン１５Ａ及び発電機１５Ｂを内蔵する空気タンク１５、流量調節用のバイパス配管１１Ａ、緊急時のバイパス配管１１Ｃ、ドレイン抜き１９、平準化回路２０、インバータ回路２１、ヒューズ２３、自動調節弁４０及び流量検出器４２を、ケーシング３０に内蔵して発電機付きのエアーコンプレッサーを構成している。【００５０】
切替弁１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは、ケーシング３０内に設け、蓋付きの点検口から切替操作できるようにしてもよいが、操作しやすいようにケーシング３０外側に設けることもできる。
この実施例５の如く、エアーコンプレッサー１０と発電装置とを予め一体化しておくことで、更に実用性が高まるであろう。
なお、実施例５では、実施例３の配管系統をエアーコンプレッサー１０と予め一体化したが、他の実施例１，２，３の配管系統をエアーコンプレッサー１０と予め一体化してもかまわない。【００５１】
また、図７は、発電機１５Ｂにより回収した電力を負荷電源として再利用する回路の回路構成の一例を示している。発電機１５Ｂから出力される電流は、ダイオード整流回路６０、チョッパー回路６２、電圧を降下させるコンバータ回路６４、直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ回路６６を経由して、負荷端子（Ｌ１，Ｌ２）に接続される。
【実施例６】
【００５２】
（コンプレッサーの消費電力測定試験）
図８に、コンプレッサーの消費電力測定試験の回路構成図を示す。
図８において、エアーコンプレッサー１０の消費電力を多回路エネルギーモニタ４４で測定している。エアーコンプレッサー１０の排出側に接続される配管１１は、３本の配管１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに分岐される。配管１１Ｂには、空気タンク１５、ファン１５Ａ、発電機１５Ｂが途中に設けられている。また、配管１１Ａと配管１１Ｃは、上述のバイパス配管に相当するものである。配管１１Ａには、自動調節弁４０が途中に設けられている。
また、３本の配管（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）は合流して、配管１１Ｄに接続されている。配管１１には、３本の配管１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが分岐される前の位置に流量検出器４２が設けられている。圧縮エアーは、配管１１Ｄから繋がる配管１１Ｆから大気に放出されている。【００５３】
元々の配管系統は、エアーコンプレッサー１０の排出側に接続される配管１１は、分岐せずに配管１１Ｃに接続され、更に配管１１Ｄに接続されるものである。【００５４】
図８の回路では、配管１１Ａのバルブ（１７Ａ，１８Ａ）は開かれた状態であり、配管１１Ａ内に圧縮エアーが流れている。また、配管１１Ｂのバルブ（１７Ｂ，１８Ｂ）も開かれた状態であり、配管１１Ｂ内に圧縮エアーが流れている。また、配管１１Ｄのバルブ（１９Ｂ）は開かれた状態であり、配管１１Ｄと配管１１Ｆに圧縮エアーが流れている。【００５５】
一方、配管１１Ｃのバルブ１９Ａは閉じた状態であり、配管１１Ｃ内にはエアーは流れていない。
すなわち、エアーコンプレッサー１０から排出された圧縮エアーは、配管１１から、配管１１Ａと配管１１Ｂに分かれて送り出され（図８の矢印５１と５３）、再び合流して（図８の矢印５６と５７）、配管１１Ｄと配管１１Ｆを通って（図８の矢印５８）、大気に放出されている。【００５６】
配管１１Ｂの途中に設けられた空気タンク内にファン１５Ａがあり、ファン１５Ａが圧縮エアーを受けて回転し、その回転によって発電機１５Ｂが駆動される。
ここで、流量検出器４２を用いて、エアーコンプレッサー１０から排出される圧縮エアーの流量を測定する。例えば、流量検出器４２で測定したところ、配管１１を流れる圧縮エアーの流量が７００（Ｌ／ｍｉｎ）であるとする。発電機１５Ｂの定格流量４００（Ｌ／ｍｉｎ）である場合、自動調節弁４０を制御して、配管１１Ａを流れる圧縮エアーの流量を３００（Ｌ／ｍｉｎ）とするように制御し、発電機１５Ｂの存在する配管１１Ｂに定格流量が流れるように制御する。【００５７】
以上のような試験回路で、実際にエアーコンプレッサー１０の消費電力を測定した結果を図９に示す。
ここで、エアーコンプレッサーの機器仕様、コンプレッサーの消費電力の測定機器の仕様を以下に記す。
１）エアーコンプレッサー
製造メーカ：コベルコ
型式      ：ＣＭ８ＢＤ−６
定格      ：３φ  ＡＣ２００Ｖ  ６０Ｈｚ
吐出量    ：１．００ｍ３／ｍｉｎ  （１０００Ｌ／ｍｉｎ）
２）風量測定器
製造メーカ：ＳＭＣ製  
型式      ：ＰＦ２Ａ７０３Ｈ−１０−２９−Ｍ  １
測定範囲  ：５０〜３０００Ｌ／ｍｉｎ
３）多回路エネルギーモニタ
製造メーカ：パナソニック製
型式      ：ＢＴ３７２０【００５８】
図９のグラフに示されるように、発電機１５Ｂに全て流した時（消費電力は８．２５ＫＷ付近を推移）は、発電機１５Ｂに流さない時（消費電力は８．８ＫＷ付近を推移）に比べて、約６〜７％程度、エアーコンプレッサー１０の消費電力が低減できていることが確認できる。【００５９】
ここで、発電機１５Ｂに全て流した時は、図９において、エアーコンプレッサー１０から排出された圧縮エアーが配管１１、配管１１Ｂ、配管１１Ｄ、配管１１Ｆを通り、大気に放出されるようにバルブを操作して配管系統を組んだ場合をさしている。また、発電機１５Ｂに流さない時は、エアーコンプレッサー１０から排出された圧縮エアーが配管１１、配管１１Ａ、配管１１Ｄ、配管１１Ｆを通り、大気に放出されるようにバルブを操作して配管系統を組んだ場合をさしている。【００６０】
また、発電機１５Ｂを設けずに、空気タンク内にファン１５Ａのみ存在させた場合も、発電機１５Ｂを設けた場合と同様、エアーコンプレッサー１０から排出された圧縮エアーをファン１５Ａに全て流した時が、ファン１５Ａに流さない時に比べて、エアーコンプレッサー１０の消費電力が低減できていることが確認できている。【００６１】
また、実際のプラント運転状況下で稼働中のエアーコンプレッサーの消費電力を測定した結果を説明する。上記と同様に、発電機を運転中のエアーコンプレッサーの２次側幹線部分に設置し、通常の作業状況の条件下で発電機がエアーコンプレッサーに負荷としてどのように影響を与えることになるのかを確認すべく、エアーコンプレッサーの消費電力を測定した。
試験は、日本国兵庫県三木市内に存在する某金属加工工場で実施した。試験に使用したエアーコンプレッサーの機器仕様、コンプレッサーの消費電力の測定機器の仕様を以下に記す。【００６２】
１）エアーコンプレッサー
製造メーカ：北越工業株式会社
型式      ：ＡＩＲＭＡＮ  １５ＳＤ
定格      ：３φ  ＡＣ２００Ｖ  ６０Ｈｚ  １５ＫＷ
吐出量    ：２．１ｍ３／ｍｉｎ  （２１００Ｌ／ｍｉｎ）
２）風量測定器
製造メーカ：ＳＭＣ製  
型式      ：ＰＦ２Ａ７０３Ｈ−１０−２９−Ｍ  １
測定範囲  ：５０〜３０００Ｌ／ｍｉｎ
３）多回路エネルギーモニタ
製造メーカ：パナソニック製
型式      ：ＢＴ３７２０【００６３】
測定結果を図１０、図１１のグラフに示す。図１０は、エアーコンプレッサーの風量全て発電機を介してエアー機器へ供給した場合と介さない場合との時間経過によるエアーコンプレッサーの消費電力の比較グラフである。図１１は、コンプレッサーの風量全て発電機を介してエアー機器へ供給した場合と介さない場合との消費電力量比較グラフである。
図１０と図１１のグラフから発電機１５Ｂの配管に圧縮エアーを流した方が、若干であるが、発電機１５Ｂの配管に圧縮エアーを流さない方よりも、エアーコンプレッサー本体の消費電力を低く抑えられていることがわかる。具体的には、１５時間で、発電機１５Ｂから０．５ＫＷ強の発電量が得られると共に、エアーコンプレッサー本体の消費電力を２．２ＫＷ低減させることができた。すなわち、１５時間で、０．５ＫＷの電力を回収でき、２２ＫＷ低減し、合計で実質２．７ＫＷのエネルギーが節減できたことになった。【００６４】
以上から、エアーコンプレッサー本体の消費電力の増加は基本的に認められず、また、発電機を介して圧縮エアー流した方が、エアーコンプレッサーの消費電力を低く抑えられることが確認できた。また、少なくとも発電機によって発電された電力は、インバータなどを利用して、エアーコンプレッサー本体の駆動電源に還元すると、エアーコンプレッサーの消費電力を削減することができることが示されたことになる。この電源を他の電気製品や装置の電源として流用することも可能である。【００６５】
また、エアーコンプレッサー本体のエアーコンプレッサーの駆動用消費電力をわずかでも削減できたことにより、単にフアンのみを有した構造のエネルギー節減装置を発案し、エアーコンプレッサーのエネルギー節減機器として製品化することも可能なのである。仮にエンジン式のエアーコンプレッサーに組み込みすれば、エンジン負担を軽減することができる。エンジン式のエアーコンプレッサーの場合、発電機の機能は不要であり、単にファンのみを有した構造になる。【００６６】
以上説明した如く、エアーコンプレッサー１０から排出された圧縮エアーの配管経路の途中に、ファンか発電機を設けることにより、エアーコンプレッサー１０の消費電力が低減できるのである。
なお、上記実施例においては、流量検出器を用いて配管に流れる圧縮エアーの流量を検出した。これは、風量というプロセス量を検出している。流量検出器には、風量検出器も含まれる意図である。
また、図８において、矢印５６と矢印５７の圧縮エアーの流れが合流する四方ソケットの部分において、圧縮エアーの対流を和らげるために、球形，円筒形状，長方形状などのエアー合流タンク５０を設けることにより（図１２を参照）、配管１１Ｄへの圧縮エアーの流れがよりスムーズになり、結果として、発電機１５Ｂの負荷が軽くなる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、既存の機械式やエンジン式のエアーコンプレッサーを用いたシステムのエネルギー節減に有用である。また、下水処理場などにおいて、沈殿池にブロアーで空気を大量に入れて水をかき回す設備で用いられる送風システムのエネルギー削減にも有用である。更に、圧縮エアーしかない配管部分に、発電機能付の風車をセットすることにより、測定器の電源供給装置としても用いることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０    エアーコンプレッサー
１１    配管
１１Ａ  流量調節用のバイパス配管
１１Ｃ  緊急時のバイパス配管
１２    エアー機器
１５    空気タンク
１６    バイパス配管
１５Ａ  ファン
１５Ｂ  発電機
１７Ａ,１７Ｂ,１８Ａ,１８Ｂ    切替弁
２０    平準化回路
２１    インバータ回路
３０    ケーシング
３２    エアーフィルター
４０    自動調節弁
４２    流量検出器
４４    多回路エネルギーモニタ
５０    エアー合流タンク
【図１】
2011033765.tif 000003
【図２】
2011033765.tif 000004
【図３】
2011033765.tif 000005
【図４】
2011033765.tif 000006
【図５】
2011033765.tif 000007
【図６】
2011033765.tif 000008
【図７】
2011033765.tif 000009
【図８】
2011033765.tif 000010
【図９】
2011033765.tif 000011
【図１０】
2011033765.tif 000012
【図１１】
2011033765.tif 000013
【図１２】
2011033765.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、
圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通され、前記エアー圧送装置の直後の配管に接続された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
を備え、
圧縮エアーのエネルギーを予め回収して空気タンクの後段の配管に流れる圧縮エアーのエネルギーを小さくし、前記エアー圧送装置の消費電力を低減させる、
ことを特徴とするエネルギー節減システム。
【請求項２】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、
圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通され、前記エアー圧送装置の直後の配管に接続された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
を備え、
大気に放出される圧縮エアーのエネルギーを上記発電機（１５Ｂ）でエネルギーを回収すると共に、圧縮エアーのエネルギーを予め回収して空気タンクの後段の配管に流れる圧縮エアーのエネルギーを小さくし、前記エアー圧送装置の消費電力を低減させる、
ことを特徴とするエネルギー節減システム。
【請求項３】
請求項２に記載のエネルギー節減システムにおいて、
更に、バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減システム。
【請求項４】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記ファン（１５Ａ）の流量を算出し、上記ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項３に記載のエネルギー節減システム。
【請求項５】
上記配管（１１）には、上記空気タンク（１５）をバイパスするバイパス配管（１６）が設けられ、該バイパス配管（１６）と配管（１１）との分岐部と合流部には、圧縮エアーの流通路を切り替える切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項６】
上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）と、を更に備えたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項７】
上記インバータ回路（２１）の出力がエアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の駆動電源に使用されることを特徴とする請求項６に記載のエネルギー節減システム。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径より大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項１０】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置で圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられ、上記エアー圧送装置の出力側配管に接続されるエネルギー節減装置であって、
上記エアー圧送装置から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通され、前記エアー圧送装置の直後の配管に接続された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
から成り、
圧縮エアーのエネルギーを予め回収して空気タンクの後段の配管に流れる圧縮エアーのエネルギーを小さくし、前記エアー圧送装置の消費電力を低減させる、
ことを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項１１】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置で圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられ、上記エアー圧送装置の出力側配管に接続されるエネルギー節減装置であって、
上記エアー圧送装置から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
から成ることを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のエネルギー節減装置において、
更に、
上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項１３】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記ファン（１５Ａ）の流量を算出し、上記ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項１２に記載のエネルギー節減装置。
【請求項１４】
上記ケーシング（３０）には、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）とが、更に内蔵されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のエネルギー節減装置。
【請求項１５】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径より大きいことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載のエネルギー節減装置。
【請求項１６】
エアーコンプレッサーで圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられるエアーコンプレッサーであって、
上記エアーコンプレッサー（１０）から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通され、上記エアーコンプレッサー（１０）の直後の配管に接続された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出されるべき圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
を備え、
圧縮エアーのエネルギーを予め回収して上記空気タンク（１５）の後段の配管に流れる圧縮エアーのエネルギーを小さくし、上記エアーコンプレッサー（１０）の消費電力を低減させる、
ことを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１７】
エアーコンプレッサーで圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられるエアーコンプレッサーであって、
上記エアーコンプレッサー（１０）から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出されるべき圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
を備えたことを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１８】
請求項１７に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサーにおいて、
更に、
上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１９】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記ファン（１５Ａ）の流量を算出し、上記ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項１８に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項２０】
上記ケーシング（３０）には、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）とが、更に内蔵されていることを特徴とする請求項１７に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項２１】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径より大きいことを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項２２】
請求項１０〜１４のいずれかに記載のエネルギー節減装置が、圧縮エアーが流れる配管の途中に複数台設けられたシステム。
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月15日(2012.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、
圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通され、前記エアー圧送装置の直後の配管に接続された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）と、
を備え、
大気に放出される圧縮エアーのエネルギーを上記発電機（１５Ｂ）でエネルギーを回収すると共に、圧縮エアーのエネルギーを予め回収して空気タンクの後段の配管に流れる圧縮エアーのエネルギーを小さくし、前記エアー圧送装置の消費電力を低減させ、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ことを特徴とするエネルギー節減システム。
【請求項２】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記ファン（１５Ａ）の流量を算出し、上記ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項２に記載のエネルギー節減システム。
【請求項３】
上記配管（１１）には、上記空気タンク（１５）をバイパスするバイパス配管（１６）が設けられ、該バイパス配管（１６）と配管（１１）との分岐部と合流部には、圧縮エアーの流通路を切り替える切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギー節減システム。
【請求項４】
上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）と、を更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項５】
上記インバータ回路（２１）の出力がエアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の駆動電源に使用されることを特徴とする請求項４に記載のエネルギー節減システム。
【請求項６】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項７】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置で圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられ、上記エアー圧送装置の出力側配管に接続されるエネルギー節減装置であって、
上記エアー圧送装置から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
から成ることを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項８】
請求項７に記載のエネルギー節減装置において、
更に、
上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項９】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記ファン（１５Ａ）の流量を算出し、上記ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項８に記載のエネルギー節減装置。
【請求項１０】
上記ケーシング（３０）には、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）とが、更に内蔵されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のエネルギー節減装置。
【請求項１１】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径より大きいことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のエネルギー節減装置。
【請求項１２】
エアーコンプレッサーで圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられるエアーコンプレッサーであって、
上記エアーコンプレッサー(１０)から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出されるべき圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
を備えたことを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１３】
請求項１２に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサーにおいて、
更に、
上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１４】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記ファン（１５Ａ）の流量を算出し、上記ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項１３に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１５】
上記ケーシング（３０）には、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）とが、更に内蔵されていることを特徴とする請求項１２に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１６】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径より大きいことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明のエネルギー節減システムは、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、
圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通され、前記エアー圧送装置の直後の配管に接続された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）と、を備え、大気に放出される圧縮エアーのエネルギーを上記発電機（１５Ｂ）でエネルギーを回収すると共に、圧縮エアーのエネルギーを予め回収して空気タンクの後段の配管に流れる圧縮エアーのエネルギーを小さくし、前記エアー圧送装置の消費電力を低減させ、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御されることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、自動調節弁（４０）の制御は、流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と自動調節弁（４０）の開度からファン（１５Ａ）の流量を算出し、ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に自動調節弁（４０）の開度を小さくし、ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように自動調節弁（４０）の開度を制御するものであることが好ましい。
ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づいて、ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合には、自動調節弁の開度を小さくするよう制御して、発電機側の回路保護を行うのである。また、ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を上回る場合には、ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように自動調節弁の開度を制御して、発電効率を高めるのである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
なお、上記のエネルギー節減装置において、ケーシング内に発電機の発電電力を平準化する平準化回路と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路とを更に内蔵するのがよい。
また、上記のエネルギー節減装置において、更に、バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、バイパス配管（１６）と配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）とが設けられ、流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御されるものが好ましい。
また、上記のエネルギー節減装置は、圧縮エアーが流れる配管の途中に複数台設けられ、エネルギーの節減効果を高めることが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
なお、上記のエネルギー節減型エアーコンプレッサーにおいて、ケーシング内に発電機の発電電力を平準化する平準化回路と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路とを更に内蔵するのがよい。
また、上記のエネルギー節減型エアーコンプレッサーにおいて、更に、バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、バイパス配管（１６）と配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）とが設けられ、流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御されるものが好ましい。
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月21日(2012.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、
圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通され、前記エアー圧送装置の直後の配管に接続された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）と、
発電機（１５Ｂ）の発電電力を前記エアー圧送装置に供給する手段と、
を備え、
上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御され、
大気に放出される圧縮エアーのエネルギーを上記発電機（１５Ｂ）でエネルギーを回収して、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を前記エアー圧送装置に供給し、前記エアー圧送装置の系外から供給すべき電力を低減させる、
ことを特徴とするエネルギー節減システム。
【請求項２】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記ファン（１５Ａ）の流量を算出し、上記ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項１に記載のエネルギー節減システム。
【請求項３】
上記配管（１１）には、上記空気タンク（１５）をバイパスするバイパス配管（１６）が設けられ、該バイパス配管（１６）と配管（１１）との分岐部と合流部には、圧縮エアーの流通路を切り替える切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギー節減システム。
【請求項４】
上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）と、を更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項５】
上記インバータ回路（２１）の出力がエアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置の駆動電源に使用されることを特徴とする請求項４に記載のエネルギー節減システム。
【請求項６】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー節減システム。
【請求項７】
エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置で圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられ、上記エアー圧送装置の出力側配管に接続されるエネルギー節減装置であって、
上記エアー圧送装置から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
発電機（１５Ｂ）の発電電力を上記エアー圧送装置に供給する手段と、
から成ることを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項８】
請求項７に記載のエネルギー節減装置において、
更に、
上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減装置。
【請求項９】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記ファン（１５Ａ）の流量を算出し、上記ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項８に記載のエネルギー節減装置。
【請求項１０】
上記ケーシング（３０）には、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）とが、更に内蔵されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のエネルギー節減装置。
【請求項１１】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径より大きいことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のエネルギー節減装置。
【請求項１２】
エアーコンプレッサーで圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられるエアーコンプレッサーであって、
上記エアーコンプレッサー(１０)から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出されるべき圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
発電機（１５Ｂ）の発電電力を上記エアーコンプレッサー(１０)の駆動モーターに供給する手段と、
を備えたことを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１３】
請求項１２に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサーにおいて、
更に、
上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器（４２）と、
が設けられ、
上記流量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御される、
ものであることを特徴とするエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１４】
上記自動調節弁（４０）の制御は、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号と上記自動調節弁（４０）の開度から上記ファン（１５Ａ）の流量を算出し、上記ファン（１５Ａ）の定格流量および必要最低流量に基づき、上記ファン（１５Ａ）の流量が必要最低流量を下回る場合に上記自動調節弁（４０）の開度を小さくし、上記ファン（１５Ａ）の流量が常に定格流量を目標とするように上記自動調節弁（４０）の開度を制御するものである請求項１３に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１５】
上記ケーシング（３０）には、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を平準化する平準化回路（２０）と、平準化された電力を交流に変換するインバータ回路（２１）とが、更に内蔵されていることを特徴とする請求項１２に記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【請求項１６】
上記空気タンク（１５）の出力側配管径が入力側配管径より大きいことを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載のエネルギー節減型エアーコンプレッサー。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明のエネルギー節減システムは、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置でエアーを圧縮し、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動し、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて、
圧縮エアーの導入口部と排出口部とが上記配管（１１）に連通され、前記エアー圧送装置の直後の配管に接続された空気タンク（１５）と、該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段もしくは分岐部の手前に設けられた流量検出器もしくは風量検出器（４２）と、発電機（１５Ｂ）の発電電力を前記エアー圧送装置に供給する手段と、を備え、上記流量検出器もしくは風量検出器（４２）の信号に基づいて自動調節弁（４０）が制御され、大気に放出される圧縮エアーのエネルギーを上記発電機（１５Ｂ）でエネルギーを回収して、上記発電機（１５Ｂ）の発電電力を前記エアー圧送装置に供給し、前記エアー圧送装置の系外から供給すべき電力を低減させる、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
次に、本発明のエネルギー節減装置は、エアーコンプレッサーなどのエアー圧送装置で圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられ、上記エアー圧送装置の出力側配管に接続されるエネルギー節減装置であって、
下記ａ）〜ｈ）を備えることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ａ）上記エアーコンプレッサー(１０)から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
ｂ）該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出される圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
ｃ）該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
ｄ）該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
ｅ）上記バイパス配管（１６）に設けられた自動調節弁（４０）と、
ｆ）上記バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との合流部の後段に設けられた流量検出器（４２）と、
ｇ）上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）、バイパス配管（１６）、自動調節弁（４０）及び流量検出器（４２）を内蔵するケーシング（３０）
ｈ）発電機（１５Ｂ）の発電電力を上記エアー圧送装置に供給する手段
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明のエネルギー節減型エアーコンプレッサーは、エアーコンプレッサーで圧縮したエアーを、配管を通して１又は複数のエアー機器に圧送してエアー機器を駆動した後、圧縮エアーを大気に放出するようにしたエアーシステムにおいて用いられるエアーコンプレッサーであって、
上記エアーコンプレッサー(１０)から延びる上記配管（１１）に圧縮エアーの導入口部と排出口部とが連通された空気タンク（１５）と、
該空気タンク（１５）内に設けられ、大気に放出されるべき圧縮エアーの圧力を受けて回転するファン（１５Ａ）と、
該ファン（１５Ａ）の回転によって駆動されて発電する発電機（１５Ｂ）と、
上記配管（１１）に上記空気タンク（１５）をバイパスして接続されたバイパス配管（１６）と、
該バイパス配管（１６）と上記配管（１１）との分岐部と合流部に接続された切替弁（１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ）と、
上記空気タンク（１５）、ファン（１５Ａ）、発電機（１５Ｂ）及びバイパス配管（１６）を内蔵するケーシング（３０）と、
発電機（１５Ｂ）の発電電力を上記エアーコンプレッサー(１０)の駆動モーターに供給する手段と、
を備えたことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【図２】エネルギー節減システムの実施例２のシステム構成図
【図３】エネルギー節減システムの実施例３のシステム構成図
【図４】エネルギー節減システムの実施例３の他の実施形態のシステム構成図
【図５】エネルギー節減システムの実施例４のシステム構成図
【図６】エネルギー節減システムの実施例５のシステム構成図
【図７】発電機により回収した電力を負荷電源として再利用する回路の構成例
【図８】コンプレッサーの消費電力測定試験の回路構成図
【図１２】エアー合流タンクの模式図
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
以上のような試験回路におけるエアーコンプレッサーの機器仕様、コンプレッサーの消費電力の測定機器の仕様を以下に記す。
１）エアーコンプレッサー
製造メーカ：コベルコ
型式      ：ＣＭ８ＢＤ−６
定格      ：３φ  ＡＣ２００Ｖ  ６０Ｈｚ
吐出量    ：１．００ｍ３／ｍｉｎ  （１０００Ｌ／ｍｉｎ）
２）風量測定器
製造メーカ：ＳＭＣ製  
型式      ：ＰＦ２Ａ７０３Ｈ−１０−２９−Ｍ  １
測定範囲  ：５０〜３０００Ｌ／ｍｉｎ
３）多回路エネルギーモニタ
製造メーカ：パナソニック製
型式      ：ＢＴ３７２０
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
試験回路において、少なくとも発電機によって発電された電力は、インバータなどを利用して、エアーコンプレッサー本体の駆動電源に還元すると、エアーコンプレッサーの消費電力を削減することができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
以上説明した如く、エアーコンプレッサー１０から排出された圧縮エアーの配管経路の途中に、ファンおよび発電機を設けることにより、エアーコンプレッサー１０の消費電力が低減できるのである。
なお、上記実施例においては、流量検出器を用いて配管に流れる圧縮エアーの流量を検出した。これは、風量というプロセス量を検出している。流量検出器には、風量検出器も含まれる意図である。
また、図８において、矢印５６と矢印５７の圧縮エアーの流れが合流する四方ソケットの部分において、圧縮エアーの対流を和らげるために、球形，円筒形状，長方形状などのエアー合流タンク５０を設けることにより（図１２を参照）、配管１１Ｄへの圧縮エアーの流れがよりスムーズになり、結果として、発電機１５Ｂの負荷が軽くなる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月5日(2012.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、このようなシステムは、従来からの課題である機器及び配管接続部からのエアー漏れロスを回収できることにもつながる。エアーコンプレッサーから圧縮エアーが大気に放出されるまでの配管は通常数１０〜数１００ｍ程度に及ぶものであり、配管の途中でエアー漏れが生じるといった問題があったものを、本発明により、エアー漏れのエネルギーを回収できることになる。空気タンク内のファンおよび発電機で圧縮エアーのエネルギーを予め回収して、回収した電力をエアーコンプレッサーに戻すことによりエアーコンプレッサーの消費電力を削減する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【図２】エネルギー節減システムの実施例２のシステム構成図
【図３】エネルギー節減システムの実施例３のシステム構成図
【図４】エネルギー節減システムの実施例３の他の実施形態のシステム構成図
【図５】エネルギー節減システムの実施例４のシステム構成図
【図６】エネルギー節減システムの実施例５のシステム構成図
【図７】発電機により回収した電力を負荷電源として再利用する回路の構成例
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
切替弁１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは、ケーシング３０内に設け、蓋付きの点検口から切替操作できるようにしてもよいが、操作しやすいようにケーシング３０外側に設けることもできる。
この実施例５の如く、エアーコンプレッサー１０と発電装置とを予め一体化しておくことで、更に実用性が高まるであろう。
なお、実施例５では、実施例３の配管系統をエアーコンプレッサー１０と予め一体化したが、他の実施例２，３の配管系統をエアーコンプレッサー１０と予め一体化してもかまわない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
１０    エアーコンプレッサー
１１    配管
１１Ａ  流量調節用のバイパス配管
１１Ｃ  緊急時のバイパス配管
１２    エアー機器
１５    空気タンク
１６    バイパス配管
１５Ａ  ファン
１５Ｂ  発電機
１７Ａ,１７Ｂ,１８Ａ,１８Ｂ    切替弁
２０    平準化回路
２１    インバータ回路
３０    ケーシング
３２    エアーフィルター
４０    自動調節弁
４２    流量検出器
４４    多回路エネルギーモニタ
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2011033765.tif 000015
2011033765.tif 000016
2011033765.tif 000017
2011033765.tif 000018
2011033765.tif 000019