(57)【要約】【課題】排気部において、氷等の固着を抑制することができる、膨張機及び膨張機を備える圧縮空気システムを提供する。【解決手段】供給された圧縮空気を膨張させて排出する膨張機１４であって、圧縮空気が供給される給気部１４１と、圧縮空気が膨張される膨張部１４２と、膨張された空気が排出される排気部１４３と、を備えており、排気部１４３の排気下流端には、排気管９が連結されており、排気管９には、膨張された空気に流体を噴射する噴射口９１が設けられていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された圧縮空気を膨張させて排出する膨張機であって、
圧縮空気が供給される給気部と、
圧縮空気が膨張される膨張部と、
膨張された空気が排出される排気部と、を備えており、
前記排気部の排気下流端には、排気管が連結されており、
前記排気管には、膨張された空気に流体を噴射する噴射口が設けられていることを特徴とする、膨張機。
【請求項２】
前記排気管は、円筒形状を有しており、
前記排気管の軸方向に対する垂直断面において、前記噴射口は、前記排気管の円周方向に均等に複数設けられている、請求項１記載の膨張機。
【請求項３】
前記噴射口は、前記排気管の円周方向において、１２０度間隔をおいて３箇所設けられている、請求項２記載の膨張機。
【請求項４】
前記噴射口は、前記排気管の内表面において、前記排気管の軸方向に向かってらせん形状を描くように設けられている、請求項２又は３に記載の膨張機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の膨張機と、
前記膨張機の排気下流側に設けられる冷水プールと、を備える圧縮空気システムであって、
前記膨張機によって膨張された空気と前記噴射口からの流体とは、前記排気管において混合され、前記冷水プールに送られるようになっている、圧縮空気システム。
【請求項６】
前記噴射口から噴射される流体は、前記冷水プールからの水が冷房装置において熱交換された後の環水が使用されるようになっている、請求項５記載の圧縮空気システム。
【請求項７】
前記冷水プールの水を循環させる冷水ポンプを備えており、
前記冷水プールには、温度センサが設けられており、
前記温度センサの検出結果に基づき、前記冷水ポンプの作動が制御されている、請求項５又は６に記載の圧縮空気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張機及び圧縮空気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
供給された圧縮空気を膨張させて排出する膨張機では、膨張された空気は、膨張時の吸熱により常温以下まで冷却されて排気されるようになっている。
【０００３】
そして、膨張機に連結された排気管では、空気中の水分が凍結し、氷等となって排気管内壁に固着し、排気管を閉塞させる恐れがある。
【０００４】
特許文献１には、排気管に固着した氷等を除去する構成を有する冷凍機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８０４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示される冷凍機では、排気管に固着した氷等を除去することは考慮されていても、排気管に固着する氷等を低減することについては考慮されていない。
【０００７】
そこで本発明では、排気管において氷等の固着を抑制することができる、膨張機及び膨張機を備える圧縮空気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】
【０００８】
本発明の第１の態様は、供給された圧縮空気を膨張させて排出する膨張機であって、
圧縮空気が供給される給気部と、
圧縮空気が膨張される膨張部と、
膨張された空気が排出される排気部と、を備えており、
前記排気部の排気下流端には、排気管が連結されており、
前記排気管には、膨張された空気に流体を噴射する噴射口が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
前記構成によれば、噴射口より流体を噴射することによって、膨張時の吸熱により冷却された排気を加熱でき、排気による氷等が排気管に固着することを抑制できるので、排気管において氷等の固着を抑制することができる、膨張機を提供できる。
【００１０】
前記第１の態様は、さらに、次のような構成を備えるのが好ましい。
【００１１】
（１）前記排気管は、円筒形状を有しており、
前記排気管の軸方向に対する垂直断面において、前記噴射口は、前記排気管の円周方向に均等に複数設けられている。
【００１２】
前記構成（１）によれば、排気管の管内表面に流体が流れる水壁を作ることができ、膨張時の吸熱により冷却された排気による氷等が排気管に固着することを抑制できる。
【００１３】
（２）前記構成（１）において、前記噴射口は、前記排気管の円周方向において、１２０度間隔をおいて３箇所設けられている。
【００１４】
前記構成（２）によれば、排気管の管内表面に流体が流れる水壁を容易に形成できる。
【００１５】
（３）前記構成（１）又は（２）において、前記噴射口は、前記排気管の内表面において、前記排気管の軸方向に向かってらせん形状を描くように設けられている。
【００１６】
前記構成（３）によれば、排気管の管内表面に流体が流れる水壁を容易に形成できる。
【００１７】
本発明の第２の態様は、第１の態様の膨張機と、
前記膨張機の排気下流側に設けられる冷水プールと、を備える圧縮空気システムであって、
前記膨張機によって膨張された空気と前記噴射口からの流体とは、前記排気管において混合され、前記冷水プールに送られるようになっている。
【００１８】
前記構成によれば、噴射口からの流体を冷水プールに送ることによって、排気を加熱後の流体を有効活用することができる。
【００１９】
前記第２の態様は、さらに、次のような構成を備えるのが好ましい。
【００２０】
（４）前記噴射口から噴射される流体は、前記冷水プールからの水が冷房装置において熱交換された後の環水が使用されるようになっている。
【００２１】
前記構成（４）によれば、別の系統から流体を用意する必要なく、循環させている流体を使用できるので、同一系統内で構成を完結させることができ、系統構成を簡素化できる。
【００２２】
（５）前記冷水プールの水を循環させる冷水ポンプを備えており、
前記冷水プールには、温度センサが設けられており、
前記温度センサの検出結果に基づき、前記冷水ポンプの作動が制御されている。
【００２３】
前記構成（５）によれば、冷水プールの冷水温度が所定未満となれば、循環させる流体の供給量を増加させ、冷水プールの冷水温度を上昇させることができる。また、冷水プールの冷水温度が所定以上となれば、循環させる流体の供給量を減少させ、冷水プールの冷水温度を低下させることができる。すなわち、冷水ポンプによって冷水プールの温度を調整することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、排気管において、氷等の固着を抑制することができる、膨張機及び膨張機を備える圧縮空気システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る膨張機を備える圧縮空気システムの概略構成図。
【図２】膨張機及び発電機の概略側面図。
【図３】図２のIII-III断面図。
【図４】図３のIV-IV断面図。
【図５】噴射口の変形例を示す図。
【図６】膨張機の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る膨張機を備える圧縮空気システム２の概略構成図である。圧縮空気システム２は、圧縮空気貯蔵（ＣＡＥＳ：compressed air energy storage）発電システムであり、再生可能エネルギーを利用して発電する場合の電力系統４への出力変動を平滑化すると共に、電力系統４における電力需要の変動に合わせた電力を出力するようになっている。
【００２８】
図１を参照して、圧縮空気システム２の構成を説明する。
【００２９】
圧縮空気システム２は、再生可能エネルギーを利用する発電装置６の出力変動を平滑化する。圧縮空気システム２は、モータ６ａ、圧縮機１０、蓄圧タンク１２、膨張機１４、発電機１６、第１熱交換器１８ａ、第２熱交換器１８ｂ、排気管９等を備えている。
【００３０】
図１に係る実施形態では、発電装置６として、風力発電や太陽光発電等の再生可能エネルギーを利用したものを用いているが、発生する電力が不規則に変動するものであれば、再生可能エネルギーによるものでなくてもよい。例えば、工場等に設置された大電力を使用する機器（例えば、大型コンピュータや電気炉など）によって変動させられる電力であってもよい。
【００３１】
再生可能エネルギーを利用する発電装置６により発電された不規則に変動する電力は、モータ６ａに供給される。以降、発電装置６からモータ６ａに供給される電力を入力電力という。モータ６ａは、入力電力により駆動される。モータ６ａは、圧縮機１０に機械的に接続されている。
【００３２】
圧縮機１０は、モータ６ａで駆動される。圧縮機１０の吐出口１０ｂは、空気配管２０ａを通じて蓄圧タンク１２と流体的に接続されている。圧縮機１０は、モータ６ａにより駆動されると、吸気口１０ａより空気を吸気し、圧縮して吐出口１０ｂより吐出し、空気配管２０ａを通じて蓄圧タンク１２に圧縮空気を圧送する。空気配管２０ａには、第１熱交換器１８ａ及び第２熱交換器１８ｂが設けられている。
【００３３】
蓄圧タンク１２は、空気配管２０ｂを通じて膨張機１４と流体的に接続されている。蓄圧タンク１２は、圧送された圧縮空気を蓄える。即ち、蓄圧タンク１２には圧縮空気の形態でエネルギーを蓄積できる。蓄圧タンク１２で蓄えられた圧縮空気は、空気配管２０ｂを通じて膨張機１４に供給される。
【００３４】
膨張機１４は、発電機１６と機械的に接続されている。給気口１４ａから圧縮空気を給気された膨張機１４は、給気された圧縮空気により作動し、発電機１６を駆動する。すなわち、蓄圧タンク１２に貯蔵していた圧縮空気を膨張させて発電に利用している。膨張された空気は、膨張時の吸熱により常温以下まで冷却され、排気口１４ｂから排気管９内に排気される。すなわち、貯蔵していた圧縮空気を膨張させることにより常温以下まで冷却して冷気として取り出すことができる。
【００３５】
また、蓄圧タンク１２により圧縮空気としてエネルギーを貯蔵することで再生可能エネルギーによる発電出力を平滑化し、膨張機１４により常温以下の冷気を取り出すことで再生可能エネルギーによって効率的に冷房を行うことができる。特に、商用電力を直接使用して冷熱を作り出す場合に比べて大幅に熱効率を向上できる。
【００３６】
発電機１６は電力系統４に電気的に接続されており、発電機１６で発電した電力（発電電力）は電力系統４又はモータ６ａに供給される。発電電力の供給先は、スイッチ３０を切りかえることで変更できる。スイッチ３０の切り替えは、電力系統４から要求される需要電力に応じて切り替えられてもよい。
【００３７】
第１熱交換器１８ａでは、圧縮機１０と蓄圧タンク１２とを流体的に接続する空気配管２０ａ内の圧縮空気と、熱媒配管３４ａ内の熱媒とで熱交換し、圧縮機１０で発生した圧縮熱を熱媒に回収している。即ち、第１熱交換器１８ａでは、圧縮空気の温度は低下し、熱媒の温度は上昇する。ここで温度上昇した熱媒は、温水プール４１に供給される。
【００３８】
温水プール４１は、熱媒配管３４ａを通じて、それぞれ第１熱交換器１８ａ及び温水吸収式冷凍機４２に流体的に接続されている。温水吸収式冷凍機４２は、熱媒配管３４ａを通じて、それぞれ温水プール４１及び第１熱交換器１８ａに流体的に接続されている。したがって、熱媒配管３４ａを通じて、熱媒は、第１熱交換器１８ａ、温水プール４１及び温水吸収式冷凍機４２の間で循環している。
【００３９】
第２熱交換器１８ｂでは、第１熱交換器１８ａで熱交換した空気配管２０ａ内の圧縮空気と、液体配管３４ｂ内の液体とで熱交換し、圧縮機１０で発生した圧縮熱を液体に回収している。即ち、第２熱交換器１８ｂでは、圧縮空気の温度は低下し、液体の温度は上昇する。なお、圧縮空気の温度は常温近傍まで低下される。ここで、「常温近傍」とは、圧縮空気が蓄圧タンク１２に貯蔵されている間に外気に放熱して圧縮空気の保有するエネルギーを大幅には損失しない程度の温度をいう。ここでいう「常温近傍」の温度とは、蓄圧タンク１２の設置場所の温度によって変動するが、１０〜５０℃程度の温度が適切である。ここで温度上昇した液体は、後述する温水プール７１に供給される。
【００４０】
第１熱交換器１８ａ及び第２熱交換器１８ｂを設けることで、蓄圧タンク１２における放熱によるエネルギー損失を防止できる。第１熱交換器１８ａ及び第２熱交換器１８ｂを設けない場合、圧縮熱によって温度上昇した圧縮空気が蓄圧タンク１２に供給される。この場合、温度上昇した圧縮空気は、蓄圧タンク１２に蓄えられている間に外気へ放熱し、熱エネルギーを損失する。これを防止するため、第１熱交換器１８ａ及び第２熱交換器１８ｂを設置して、蓄圧タンク１２に供給される圧縮空気の温度を常温近傍まで低下させている。
【００４１】
冷熱を取り出すことに関して、第１熱交換器１８ａ及び第２熱交換器１８ｂにより圧縮空気の温度を常温近傍まで低下させることで、膨張機１４に供給される空気の温度も常温近傍まで低下する。従って、常温近傍の空気が膨張機１４で膨張され、膨張吸熱により常温近傍からさらに温度低下するため、排気される空気の温度を常温以下にできる。このため、常温以下の冷気として冷熱を回収できる。
【００４２】
また、本実施形態の圧縮空気システム２は、圧縮機１０よりも空気を高圧に圧縮する高圧圧縮機２８と、蓄圧タンク１２の許容蓄圧値よりも高圧の許容蓄圧値を有する高圧蓄圧タンク２４とを備える。
【００４３】
高圧圧縮機２８には、圧縮機１０と同様にモータ６ｂが機械的に接続されている。高圧圧縮機２８は、モータ６ｂに駆動されて、吸気口２８ａより吸気し、圧縮機１０よりも高圧に空気を圧縮して、吐出口２８ｂから高圧蓄圧タンク２４に圧縮空気を供給する。従って、高圧蓄圧タンク２４内の圧力は、通常、蓄圧タンク１２内の圧力よりも高い。蓄圧タンク１２と高圧蓄圧タンク２４の圧力（蓄圧値）の例として、蓄圧タンク１２を１ＭＰａＧ程度とし、高圧蓄圧タンク２４を５〜２０ＭＰａＧ程度とすることが考えられる。
【００４４】
高圧蓄圧タンク２４は、蓄圧タンク１２及び膨張機１４と空気配管２０ｃを通じて流体的に接続されている。具体的には、空気配管２０ｃの一端は高圧蓄圧タンク２４に流体的に接続され、他端は空気配管２０ｂに流体的に接続されている。空気配管２０ｃには減圧弁２６が設けられており、減圧弁２６の開度を調整することで高圧蓄圧タンク２４からの圧縮空気の圧力を調整できる。膨張機１４に減圧した高圧空気を供給することで発電をおこない、蓄圧タンク１２に減圧した高圧空気を供給することで減少した蓄圧タンク１２に貯蔵された圧縮空気量を補うことができる。
【００４５】
高圧蓄圧タンク２４と高圧圧縮機２８を設けることで、停電等の非常時に長時間にわたって緊急電源と冷房を供給できる。具体的には、通常時、減圧弁２６が閉じられており、高圧蓄圧タンク２４の内圧が高く保たれている。停電等が起きて多くの発電量が必要な場合や、長時間発電して蓄圧タンク１２の内圧が低下した場合に、減圧弁２６を開き、高圧蓄圧タンク２４から膨張機１４に多くの圧縮空気を供給する。これにより、膨張機１４によって駆動される発電機１６の発電量の低下を防止でき、同時に冷熱を取り出すこともできる。これは、データセンタや大型のコンピュータ等の大量の冷熱が必要な需要家に対して特に有効である。
【００４６】
図２は、膨張機１４及び発電機１６の概略側面図である。図２に示されるように、膨張機１４は、発電機１６と機械的に接続されている。蓄圧タンク１２や高圧蓄圧タンク２４から圧縮空気を給気された膨張機１４は、給気された圧縮空気により作動し、発電機１６を駆動する。すなわち、蓄圧タンク１２や高圧蓄圧タンク２４に貯蔵されていた圧縮空気を膨張させて発電に利用している。
【００４７】
図３は、図２のIII-III断面図である。図３に示されるように、膨張機１４は、圧縮空気が供給される給気口１４ａを含む給気部１４１と、圧縮空気が膨張される膨張部１４２と、膨張された空気が排出される排気口１４ｂを含む排気部１４３と、を備えている。給気部１４１、膨張部１４２、及び排気部１４３は、鋳物からなるケーシング１４ｃによって形成されている。膨張部１４２には、噛み合い状態で回転して圧縮空気を膨張させる一対のスクリュロータ、すなわち、雌雄一対の互いに噛合する雄ロータ１４２ａ（スクリュロータ）及び雌ロータ１４２ｂ（スクリュロータ）が回転可能に収容されている。雄ロータ１４２ａ（スクリュロータ）及び雌ロータ１４２ｂ（スクリュロータ）が回転することによって、給気部１４１の圧縮空気が膨張部１４２で膨張され、排気部１４３に送られるようになっている。本実施形態では、上から順に、給気部１４１、膨張部１４２、排気部１４３が配置されており、膨張機１４は、上方から圧縮空気が供給され、下方から膨張された空気が排出されるようになっている。
【００４８】
ケーシング１４ｃの排気部１４３を構成する部分には、温水が通過する通路１４ｃ１が形成されており、排気部１４３の排気は、通路１４ｃ１を通過する温水によって加熱される。通路１４ｃ１には、例えば、噴射口９１と同様、液体配管８ａを通じて後述する冷房装置８２からの温水（２５℃程度）が供給される。
【００４９】
排気部１４３の排気下流端には、排気管９が連結されている。そして、排気管９は、排気部１４３から下方に延びるように設けられている。排気管９は、円筒形状を有しており、排気管９内に温水（２５℃程度）を噴射する噴射口９１が設けられている。噴射口９１は、後述する液体配管８ａと流体的に接続されており、液体配管８ａを通じて後述する冷房装置８２からの温水（２５℃程度）が供給され、この温水を排気管９内に噴射するようになっている。
【００５０】
図４は、図３のIV-IV断面図である。図４に示されるように、噴射口９１は、排気管９の軸方向に対する垂直断面において、排気管９の円周方向に均等に設けられている。具体的には、噴射口９１は、排気管９の円周方向において、角度θの間隔で３個設けられている。ここで、角度θは例えば、１２０度である。また、図５は、噴射口９１の変形例を示している。図５に示されるように、噴射口９１は、排気管９の内表面において、排気管の軸方向に向かってらせん形状を描くように設けられてもよい。この場合、排気管９の管内表面に温水が流れる水壁を容易に形成できる。
【００５１】
図１に示されるように、排気管９内では、膨張機１４によって膨張された空気（マイナス５０℃程度）と噴射口９１からの温水（２５℃程度）とが混合して排気下流側に流れ、排気管９と流体的に接続されている冷水プール８１に送られる。冷水プール８１は、冷房装置８２と流体的に接続されており、冷水プール８１からの冷水（７℃程度）は、冷房装置８２において利用され、加熱される。冷房装置８２の需要先は、例えば、コンピュータの冷却に膨大な冷房が求められるデータセンタや、製造工程における制約から一定温度に調整しておくことが求められる精密機械工場及び半導体工場等がある。
【００５２】
冷房装置８２は、冷気温調整熱交換器８５と流体的に接続されており、冷房装置８２によって加熱された温水（２５℃程度）は、液体配管８ａを通して冷気温調整熱交換器８５に送られる。
【００５３】
冷水プール８１から生じる冷気は、気液セパレータ８４に送られ、気液セパレータ８４で湿分が除去されて、冷気温調整熱交換器８５に送られる。冷気温調整熱交換器８５では、気液セパレータ８４からの冷気と冷房装置８２からの温水（２５℃程度）とで熱交換が行われる。冷気温調整熱交換器８５において加熱され、所定温度となった冷気（１７℃程度）は、当該冷気の必要な箇所に供給される。また、冷気温調整熱交換器８５は、冷水プール８１と流体的に接続されており、冷気温調整熱交換器８５において冷却された冷水（２５℃未満）は、冷水プール８１に送られる。
【００５４】
冷水プール８１と冷房装置８２とは、液体配管８ａを通じて流体的に接続されており、液体配管８ａには冷水ポンプ８３が設けられている。冷水ポンプ８３は、液体配管８ａを通じて冷房装置８２と冷水プール８１との間で水を循環させている。また、液体配管８ａには給水部８６が流体的に接続されており、給水部８６から液体配管８ａに温水（２５℃程度）を給水可能となっている。
【００５５】
温水吸収式冷凍機４２は、冷房装置８２及び冷水プール８１と流体的に接続されており、熱媒配管３４ａの熱媒と液体配管８ａの温水（２５℃程度）との間で熱交換するようになっている。具体的には、熱媒配管３４ａの熱媒の熱を吸収して、液体配管８ａの温水を冷却する。温水吸収式冷凍機４２によって冷却された冷房装置８２からの冷水（７℃程度）は、液体配管８ａを通じて冷水プール８１に送られる。
【００５６】
冷水プール８１には、冷水プール８１内の冷水の温度を測定する温度センサ８１ａが取り付けられており、温度センサ８１ａの検出結果に基づいて、冷水ポンプ８３の作動、具体的には冷水ポンプ８３の回転数が制御されるようになっている。具体的には、温度センサ８１ａの指示する温度が所定未満となれば、冷水ポンプ８３の回転数を増加させ、冷水プール８１への温水の供給量を増加させる。また、温度センサ８１ａの指示する温度が所定以上となれば、冷水ポンプ８３の回転数を減少させ、冷水プール８１への温水の供給量を減少させる。
【００５７】
また、前述したように、冷房装置８２からの温水は、液体配管８ａに設けられたポンプ８ａ１によって加圧され、排気管９の噴射口９１に送られる。また、冷房装置８２からの温水は、液体配管３４ｂを通して第２熱交換器１８ｂに送られる。噴射口９１に供給された温水は、排気管９において、膨張機１４からの排気と混合し、冷水プール８１に送られる。
【００５８】
第２熱交換器１８ｂに送られた冷房装置８２からの温水（２５℃程度）は、第２熱交換器１８ｂにおいて、圧縮機１０からの圧縮空気と熱交換して加熱され、温水プール７１に送られる。温水プール７１の温水（８５℃程度）は、例えば、ボイラ７２に供給され、蒸気の製造に利用される。
【００５９】
前記構成の圧縮空気システム２によれば、次のような効果を発揮できる。
【００６０】
（１）排気管９には、膨張された空気に温水を噴射する噴射口９１が設けられているので、噴射口９１より温水を噴射することによって、膨張時の吸熱により冷却された排気を加熱でき、排気による氷等が排気管に固着することを抑制できる。その結果、排気管９において氷等の固着を抑制することができる、膨張機１４を提供できる。
【００６１】
（２）排気管９は、円筒形状を有しており、排気管９の軸方向に対する垂直断面において、噴射口９１は、排気管９の円周方向に均等に設けられている。したがって、排気管９の管内表面に温水が流れる水壁を作ることができ、膨張時の吸熱により冷却された排気による氷等が排気管９に固着することを抑制できる。
【００６２】
（３）噴射口９１は、排気管９の円周方向において、１２０度間隔をおいて３箇所設けられているので、最小限の個数の噴射口９１で、排気管９の管内表面に温水が流れる水壁を容易に形成できる。
【００６３】
（４）膨張機１４は、噛み合い状態で回転して圧縮空気を膨張させる一対のスクリュロータを備えるスクリュ式膨張機である。ここで、膨張機１４は、ターボ式と異なり回転数制御ができるので、排気量の制御が容易である。
【００６４】
（５）膨張機１４は、圧縮空気システム２において使用される。ここで、圧縮空気システム２は圧縮機１０を備えており、圧縮機１０で生成された圧縮空気による熱で生成された温水を排気管９の噴射口９１に供給することができるので、温水を有効活用することができる。
【００６５】
（６）圧縮空気システム２において、膨張機１４で膨張された空気と噴射口９１からの温水とは、排気管９において混合され、排気管９の下流側に位置する冷水プール８１に送られるようになっている。したがって、噴射口９１からの温水を冷水プール８１に送ることによって、排気を加熱後の温水を有効活用することができる。
【００６６】
（７）噴射口９１から噴射される温水は、冷水プール８１からの冷水が冷房装置８２において熱交換された後の環水が使用されるようになっている。したがって、別の系統から流体を用意する必要なく、循環させている流体を使用できるので、同一系統内で構成を完結させることができ、系統構成を簡素化できる。
【００６７】
（８）温度センサ８１ａの検出結果に基づき、冷水ポンプ８３の作動が制御されているので、冷水プール８１の冷水温度が所定未満となれば、冷水ポンプ８３の回転数を増加させ、温水の供給量を増加させて、冷水プール８１の冷水温度を上昇させることができる。また、冷水プール８１の冷水温度が所定以上となれば、冷水ポンプ８３の回転数を減少させ、温水の供給量を減少させて、冷水プール８１の冷水温度を低下させることができる。すなわち、冷水ポンプ８３により冷水プール８１の温度を調整することができる。
【００６８】
（９）ケーシング１４ｃの排気部１４３を構成する部分には、温水が通過する通路１４ｃ１が形成されているので、排気部１４３の排気は、通路１４ｃ１を通過する温水によって加熱される。その結果、膨張時の吸熱により冷却された排気による氷等が排気部１４３に固着することを抑制できる。
【００６９】
（変形例）
上記実施形態では、膨張機１４は、上方から圧縮空気が供給され、下方から膨張された空気が排出されるようになっており、排気管９は、排気部１４３から下方に延びるようになっている。ここで、図６に示されるように、下方から圧縮空気が供給され、上方から膨張された空気が排出される膨張機１４では、排気部１４３に連結された排気管９は、排気部１４３の排気下流直後において、屈曲部９９で上方から１８０度屈曲して下方に延び、屈曲部９９の排気下流において噴射口９１が設けられる。そして、屈曲部９９には、屈曲部９９を加熱するための温水加熱ジャケット９９ａが取り付けられる。温水加熱ジャケット９９ａには、例えば、噴射口９１と同様、液体配管８ａを通じて冷房装置８２からの温水（２５℃程度）が供給される。
【００７０】
上記実施形態では、噴射口９１は、排気管９の円周方向において、１２０度間隔をおいて３箇所設けられているが、噴射口９１の個数は限定されず、少なくとも１以上設けられればよい。ただし、複数個の噴射口が設けられる場合、排気管９の円周方向において均等間隔に設けられることが好ましい。
【００７１】
なお、上記実施形態の圧縮機１０及び膨張機１４は、その種類は限定されず、スクリュ式、スクロール式、ターボ式、及びレシプロ式などであってもよい。ただし、不規則に変動する入力電力に応答性高くリニアに追従するにはスクリュ式が望ましい。また、圧縮機１０及び膨張機１４の数は共に１台であるが、台数は特に限定されず、２台以上の複数台であってもよい。また、高圧圧縮機２８の種類も限定されていないが、高圧に圧縮して保持しておくにはレシプロ式が望ましい。
【００７２】
本発明は、上記実施形態で説明した構成には限定されず、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱することなく、当業者が考え得る各種変形例を含むことができる。
【符号の説明】
【００７３】
２  圧縮空気システム  
４  電力系統  
６  発電装置  
６ａ，６ｂ  モータ  
１０  圧縮機  
１０ａ  吸気口  
１０ｂ  吐出口  
１２  蓄圧タンク  
１４  膨張機  
１４ａ  給気口  
１４ｂ  排気口  
１４ｃ  ケーシング  
１４１  給気部  
１４２  膨張部  
１４３  排気部  
１６  発電機  
１８ａ  第１熱交換器  
１８ｂ  第２熱交換器  
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  空気配管  
２４  高圧蓄圧タンク  
２６  減圧弁  
２８  高圧圧縮機  
２８ａ  吸気口  
２８ｂ  吐出口  
３０  スイッチ  
３４ａ  熱媒配管  
３４ｂ  液体配管  
４１  温水プール  
４２  温水吸収式冷凍機  
７１  温水プール  
７２  ボイラ  
８ａ  液体配管  
８１  冷水プール  
８１ａ  温度センサ  
８２  冷房装置  
８３  冷水ポンプ  
８４  気液セパレータ  
８６  給水部  
９  排気管  
９１  噴射口  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019019812.tif 000008