(57)【要約】【課題】家庭用の発電装置や送電設備のない僻地における小規模発電装置として最適であり、且つ、充分な発電量を発電可能な圧縮空気を用いた発電装置を提供する。【解決手段】圧縮空気が封入されたボンベ４と、水が貯留された貯水タンク２，３と、発電用のタービン５を備え、ボンベ４内の圧縮空気を用いて記貯水タンク２，３内の水を加圧して噴出させてタービン５を回して発電する圧縮空気を用いた発電装置１において、貯水タンク２，３を複数設置するとともに、ボンベ４から各貯水タンク２，３への圧縮空気の圧送ルートを切替自在なルート切替弁６を設け、一の貯水タンク２からタービン５に噴出させた水をボンベ４からの圧縮空気の圧力により他の貯水タンク３に圧送可能に構成し、ルート切替弁６によりボンベ４から圧送される圧縮空気のルートを切り替えることにより、圧送した水が貯水タンク３からタービン５に噴出可能に構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気が封入されたボンベと、水が貯留された貯水タンクと、発電用のタービンを備え、前記ボンベ内の圧縮空気を用いて前記貯水タンク内の水を加圧して噴出させて前記タービンを回して発電する圧縮空気を用いた発電装置であって、
前記貯水タンクは、複数設置されているとともに、前記ボンベから各貯水タンクへの圧縮空気の圧送ルートを切替自在なルート切替弁が設けられ、
一の前記貯水タンクから前記タービンに噴出させた水が、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により他の前記貯水タンクに圧送可能に構成され、
前記ルート切替弁により前記ボンベから圧送される圧縮空気のルートを切り替えることにより、圧送させた水が他の前記貯水タンクから前記タービンに噴出可能に構成されていること
を特徴とする圧縮空気を用いた発電装置。
【請求項２】
前記複数の貯水タンクは、第１貯水タンクと第２貯水タンクの２つの貯水タンクからなり、
前記第１貯水タンクから前記タービンに噴出させた水が、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により前記第２貯水タンクに圧送可能に構成され、
前記ルート切替弁により前記ボンベから圧送される圧縮空気のルートを切り替えることにより、前記第２貯水タンクに圧送させた水が前記第２貯水タンクから前記タービンに噴出可能に構成され、
前記第２貯水タンクから前記タービンに噴出させた水が、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により前記第１貯水タンクに圧送可能に構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の圧縮空気を用いた発電装置。
【請求項３】
前記複数の貯水タンクは、第１貯水タンクと第２貯水タンクの２つの貯水タンクからなり、
前記第１貯水タンク及び第２貯水タンクは、それぞれ上部タンクと下部タンクの上下２段のタンクを備え、
前記下部タンクには、前記タービンがそれぞれ設けられ、前記上部タンクから噴出させた水で前記タービンを回して発電可能に構成され、
前記ボンベからの圧縮空気の圧力により、前記第１貯水タンクの前記下部タンクから前記第２貯水タンクの前記上部タンクへ水を圧送可能に構成されているとともに、前記第２貯水タンクの前記下部タンクから前記第１貯水タンクの前記上部タンクへ水を圧送可能に構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の圧縮空気を用いた発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンベ等の容器に入れて持ち運び可能な圧縮空気を用いて効率的に発電する発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水力発電装置は、高地にある取水ダムや貯水池等の水源から、低地に設置したタービンへ導水管を介して水を供給し、高低差による水の位置エネルギーを利用して発電を行うものである。このため、水力発電装置は、装置が大掛かりとなり、家庭用の発電装置や、送電設備のない僻地における小規模発電装置としては適していないという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するべく、本願発明者が提案した特許文献１には、貯水槽１１と、下端が貯水槽１１に連結された水柱管１２と、貯水槽１１の上部から延長された排気路１３と、排気路１３中に設けられた羽根車１４と、羽根車１４を回転させることによる回転力を電力に変換する発電機１５とを備え、水柱管１２を介して貯水槽１１に水を供給し続けて当該貯水槽１１内の水位を上昇させることにより貯水槽１１内の空気を圧縮し、圧縮空気が排気路１３から排出する際に羽根車１４を回転させる圧縮空気を利用した発電システムが開示されている（特許文献１の請求項１〜３、明細書の段落［００１２］〜［００２９］、図面の図１、図２等参照）。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の圧縮空気を利用した発電システムは、結局、貯水槽１１に貯水した水の位置エネルギーを利用することには変わりなく、装置が大掛かりとなり、家庭用の発電装置や、送電設備のない僻地における発電装置としては適していないという問題を解決できるものではなかった。
【０００５】
また、本願発明者が提案した特許文献２には、密閉された容器内に水を入れ、密閉されたタンク２に空気入れ４で空気を送り込みタンク２内の空気圧を上げ、タンク２に発電に必要以上の空気圧が掛った時点でバルブ９を開きノズル１０より圧力水を掛け、回転体１１を回し発電機１２で発電させる圧縮空気と水による発電装置が開示されている（特許文献２の請求項１〜３、明細書の段落［００２３］〜［００２８］、図面の図１等参照）。
【０００６】
しかし、特許文献２に記載の圧縮空気と水による発電装置は、手動や足踏み式の空気入れで圧縮空気を作り、その圧力で発電するものであり、発電能力が乏しく、発電量において満足できるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１５１８６０号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２７９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、家庭用の発電装置や車、電車などの動力源、送電設備のない僻地における小規模発電装置として最適であり、且つ、充分な発電量を発電可能な圧縮空気を用いた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】
【０００９】
請求項１に係る圧縮空気を用いた発電装置は、圧縮空気が封入されたボンベと、水が貯留された貯水タンクと、発電用のタービンを備え、前記ボンベ内の圧縮空気を用いて前記貯水タンク内の水を加圧して噴出させて前記タービンを回して発電する圧縮空気を用いた発電装置であって、前記貯水タンクは、複数設置されているとともに、前記ボンベから各貯水タンクへの圧縮空気の圧送ルートを切替自在なルート切替弁が設けられ、一の前記貯水タンクから前記タービンに噴出させた水が、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により他の前記貯水タンクに圧送可能に構成され、前記ルート切替弁により前記ボンベから圧送される圧縮空気のルートを切り替えることにより、圧送させた水が他の前記貯水タンクから前記タービンに噴出可能に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る圧縮空気を用いた発電装置は、請求項１に係る圧縮空気を用いた発電装置において、前記複数の貯水タンクは、第１貯水タンクと第２貯水タンクの２つの貯水タンクからなり、前記第１貯水タンクから前記タービンに噴出させた水が、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により前記第２貯水タンクに圧送可能に構成され、前記ルート切替弁により前記ボンベから圧送される圧縮空気のルートを切り替えることにより、前記第２貯水タンクに圧送させた水が前記第２貯水タンクから前記タービンに噴出可能に構成され、前記第２貯水タンクから前記タービンに噴出させた水が、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により前記第１貯水タンクに圧送可能に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る圧縮空気を用いた発電装置は、請求項１に係る圧縮空気を用いた発電装置において、前記複数の貯水タンクは、第１貯水タンクと第２貯水タンクの２つの貯水タンクからなり、前記第１貯水タンク及び第２貯水タンクは、それぞれ上部タンクと下部タンクの上下２段のタンクを備え、前記下部タンクには、前記タービンがそれぞれ設けられ、前記上部タンクから噴出させた水で前記タービンを回して発電可能に構成され、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により、前記第１貯水タンクの前記下部タンクから前記第２貯水タンクの前記上部タンクへ水を圧送可能に構成されているとともに、前記第２貯水タンクの前記下部タンクから前記第１貯水タンクの前記上部タンクへ水を圧送可能に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明〜第３発明によれば、ボンベ内の圧縮空気の圧力がなくなるまでは、継続して発電を行うことができる。このため、充分な発電量を発電可能となる。また、空気を３００気圧程度の高圧にして体積を１気圧のときと比べて大幅に圧縮した状態で貯留可能であるため、発電の動力源となる圧縮空気（ボンベ）の運搬が容易である。このため、送電設備のない僻地まで容易に運搬することが可能であり、スペースを取らないため、多数のボンベを貯蔵しておくことも容易である。このため、家庭用の発電装置や車、電車などの動力源、送電設備のない僻地における小規模発電装置として最適である。
【００１３】
特に、第２発明によれば、前記作用効果を２つの貯水タンクと１つのタービンで実現することができ、装置の省スペース化を達成することができるとともに、設置コストを低減することができる。
【００１４】
特に、第３発明によれば、前記作用効果を奏するだけでなく、上部タンクから噴射される水で下部タンクのタービンを回して発電するため、水の位置エネルギーも発電に利用することができ、効率よく発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置を模式的に示す構成説明図である。
【図２】同上の発電装置のタービン部分を拡大して示す部分拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置を模式的に示す構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る圧縮空気を用いた発電装置を実施するための一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
先ず、図１、図２を用いて、本発明の第１実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置１を模式的に示す構成説明図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係る発電装置１のタービン部分を拡大して示す部分拡大図である。
【００１８】
第１実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置１は、水を貯留する第１貯水タンク２と第２貯水タンク３と、圧縮空気が充填されたボンベ４と、発電するためのタービン５、これらを繋ぐ配管（パイプ）など、から主に構成された発電装置である。
【００１９】
（第１貯水タンク）
第１貯水タンク２は、水を貯留するタンク本体２０と、このタンク本体２０の上部に形成され、ボンベ４からの圧縮空気を流入する空気流入口２１と、タービン５へ水を供給するタービン流出口２２を、備えている。
【００２０】
また、この第１貯水タンク２は、タービン５から排出された水を流入するタービン流入口２３と、このタービン流入口２３から水が供給された際に、タンク本体２０内の空気を抜く空気抜き弁２４を、備えている。
【００２１】
さらに、第１貯水タンク２には、タンク本体２０内に最初に水を流入して貯留する際に用いる水供給口２５も設けられている。
【００２２】
（第２貯水タンク）
第２貯水タンク３は、第１貯水タンク２と略同一構成のタンクであり、タンク本体３０と、このタンク本体３０の上部に形成され、ボンベ４からの圧縮空気を流入する空気流入口３１と、タービン５へ水を供給するタービン流出口３２を、備えている。
【００２３】
また、第２貯水タンク３も、第１貯水タンク２と同様に、タービン５から排出された水を流入するタービン流入口３３と、このタービン流入口３３から水が供給された際に、タンク本体３０内の空気を抜く空気抜き弁３４を、備えている。
【００２４】
さらに、第２貯水タンク３にも、第１貯水タンク２と同様に、タンク本体３０内に最初に水を流入して貯留する際に用いる水供給口３５も設けられている。
【００２５】
（切替弁及び配管）
これらの第１貯水タンク２と第２貯水タンク３は、圧縮空気を送るタンクを選択自在な電磁弁からなるルート切替弁６でルート選択が自在にボンベ４に連通されている。ボンベ４からルート切替弁６までのルートがパイプ７０である。また、第１ルートとなるルート切替弁６から第１貯水タンク２の空気流入口２１までのルートがパイプ７１であり、第２ルートとなるルート切替弁６から第２貯水タンク３の空気流入口３１までのルートがパイプ７２である。
【００２６】
なお、ボンベ４とルート切替弁６までのパイプ７０には、圧縮空気の圧力を調整するレギュレータ８が設けられ、ルート切替弁６へ圧送する圧縮空気の圧力設定が自在となっている。
【００２７】
また、第１貯水タンク２のタービン流出口２２からタービン５までのルートがパイプ７３であり、第２貯水タンク３のタービン流出口３２からタービン５までのルートがパイプ７６である。
【００２８】
そして、タービン５から第１貯水タンク２のタービン流入口２３までのルートがパイプ７５であり、タービン５から第２貯水タンク３のタービン流入口３３までのルートがパイプ７４である。
【００２９】
なお、パイプ７３とタービン流出口２２との間には、電磁弁からなる切替弁６１が設けられ、パイプ７６とタービン流出口３２との間には、電磁弁からなる切替弁６３が設けられている。また、第１貯水タンク２のタービン流入口２３とパイプ７５との間には、切替弁６４が設けられ、第２貯水タンク３のタービン流入口３３とパイプ７４との間には、切替弁６２が設けられている。このため、ルート切替弁６による第１ルート又は第２ルートの選択に応じて、切替弁６１〜６４によりパイプ７３〜７６の開閉が可能となっている。
【００３０】
（ボンベ）
ボンベ４は、３００気圧ぐらいの高圧な空気を貯留可能なマンガン鋼やクロムモリブデン鋼などの継ぎ目のない一体成型された鋼製の圧力容器である。勿論、本発明に係るボンベは、鋼製に限られず、軽量とするためアルミ合金製とすることもできる。また、本発明に係るボンベは、使用状況に応じて、一般的なガスボンベ等のように溶接接合された鋼製の圧力容器であっても構わない。要するに、本発明に係るボンベは、高圧に耐えられる圧力容器であれば、特に素材等は限定されるものではない。
【００３１】
ボンベ４によれば、空気を３００気圧程度の高圧にして体積を１気圧のときと比べて大幅に圧縮した状態で貯留可能であるため、運搬が容易である。このため、送電設備のない僻地まで容易に運搬することが可能であり、スペースを取らないため、多数のボンベ４を貯蔵しておくことも容易である。
【００３２】
（タービン）
タービン５も、一般的な発電用のタービンであり、本発明に係るタービンは、第１貯水タンク２又は第２貯水タンク３からの水流で発電可能の構成であればよい。
【００３３】
次に、図１、図２を用いて、第１実施形態に係る発電装置１の使用方法である第１実施形態に係る発電装置１を用いて発電する発電方法について説明する。
【００３４】
（１）空気圧縮工程
先ず、本実施形態に係る発電方法では、ボンベ４にコンプレッサーで空気を圧縮して行き必要圧を掛ける空気圧縮工程を行う。但し、運搬性や貯蔵性を考慮しなければ、本発明に係るボンベは、足踏み式の空気注入器で空気を注入圧縮することも可能である。
【００３５】
（２）第１ルート発電工程
次に、本実施形態に係る発電方法では、第１ルートでタービン５を回して発電する第１ルート発電工程を行う。
【００３６】
具体的には、ルート切替弁６で第１ルートとなるパイプ７１を開放し、第２ルートとなるパイプ７２を閉塞する。そして、レギュレータ８でボンベ４内の圧縮空気を発電に適した所定圧に調整して第１ルートを通じて第１貯水タンク２内に圧縮空気を送り込む。
【００３７】
このとき、切替弁６１，６２は開放し、切替弁６３，６４は閉鎖する。このため、第１ルートとなるパイプ７１を通じで第１貯水タンク２内に供給された圧縮空気の圧力により、第１貯水タンク２内に貯留された水がタービン５へ噴射され、その噴射圧でタービン５が回転することにより発電することができる。
【００３８】
タービン５に噴射された水は、パイプ７４を通じて第２貯水タンク３に貯留される。このとき、空気抜き弁３４は開放されており、パイプ７４を通じて第２貯水タンク３に入った圧縮空気も大気に開放することができる。このため、タービン５の回転が第２貯水タンク３内に溜まった空気圧で阻害されることもない。
【００３９】
（３）第２ルート発電工程
次に、本実施形態に係る発電方法では、第２ルートでタービン５を回して発電する第２ルート発電工程を行う。
【００４０】
具体的には、ルート切替弁６で第２ルートとなるパイプ７２を開放し、第１ルートとなるパイプ７１を閉塞する。そして、レギュレータ８でボンベ４内の圧縮空気を発電に適した所定圧に調整して第２ルートを通じて第２貯水タンク３内に圧縮空気を送り込む。
【００４１】
このとき、切替弁６３，６４は開放し、切替弁６１，６２は閉鎖する。このため、第２ルートとなるパイプ７２を通じで第２貯水タンク３内に供給された圧縮空気の圧力により、前工程で第２貯水タンク３内に移送されて貯留された水がタービン５へ噴射され、その噴射圧でタービン５が回転することにより発電することができる。
【００４２】
タービン５に噴射された水は、パイプ７５を通じて第１貯水タンク２に貯留される。このとき、空気抜き弁２４は開放されており、パイプ７５を通じて第１貯水タンク２に入った圧縮空気を大気に開放することができる。このため、タービン５の回転が第１貯水タンク２内に溜まった空気圧で阻害されることがない。
【００４３】
この後、第１ルート発電工程と第２ルート発電工程を交互に繰り返し行うことにより、ボンベ４内の圧縮空気の圧力がなくなるまでは、継続して発電を行うことができる。発電した電気は、バッテリーなどの蓄電装置で蓄電し、車の動力源や家庭用の電源として使用することができる。
【００４４】
以上説明した本発明の第１実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置１によれば、第１ルート発電工程と第２ルート発電工程を交互に繰り返し行うことにより、ボンベ４内の圧縮空気の圧力がなくなるまでは、継続して発電を行うことができる。このため、充分な発電量を発電可能となる。
【００４５】
また、発電装置１によれば、ボンベ４により、空気を３００気圧程度の高圧にして体積を１気圧のときと比べて大幅に圧縮した状態で貯留可能であるため運搬が容易である。このため、送電設備のない僻地まで容易に運搬することが可能であり、スペースを取らないため、多数のボンベ４を貯蔵しておくことも容易である。よって、家庭用の発電装置や、車、電車などの動力源、送電設備のない僻地における小規模発電装置として最適である。
【００４６】
［第２実施形態］
先ず、図３を用いて、本発明の第２実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置１’について説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置１’を模式的に示す構成説明図である。
【００４７】
第２実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置１’が、前述の発電装置１と相違する点は、主に、水を貯留する貯水タンクの数とタービンの数である。よって、相違点について説明し、同一構成は同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
第２実施形態に係る発電装置１’は、水を貯留する第１貯水タンク２’と第２貯水タンク３’と、圧縮空気が充填されたボンベ４と、発電するためのタービン５，５と、これらを繋ぐ配管など、から主に構成された発電装置である。
【００４９】
（第１貯水タンク）
第１貯水タンク２’は、上部タンク２０ａ’と、下部タンク２０ｂ’の上下２段のタンクからなり、噴射ノズル２１’で、上部タンク２０ａ’と下部タンク２０ｂ’とが連通されている。
【００５０】
また、この上部タンク２０ａ’の上面には、電磁弁からなる４つの第１弁６１’〜第４弁６４’が設けられている。
【００５１】
そして、下部タンク２０ｂ’には、噴射ノズル２１’の直下に前述のタービン５が取り付けられており、噴射ノズル２１’から噴射される水でタービン５を回して発電可能となっている。
【００５２】
（第２貯水タンク）
第２貯水タンク３’は、第１貯水タンク２’と略同一構成のタンクであり、上部タンク３０ａ’と、下部タンク３０ｂ’の上下２段のタンクからなり、噴射ノズル３１’で、上部タンク３０ａ’と下部タンク３０ｂ’とが連通されている。
【００５３】
また、この上部タンク３０ａ’の上面には、電磁弁からなる４つの第１弁６５’〜第４弁６８’が設けられている。
【００５４】
そして、下部タンク３０ｂ’には、噴射ノズル３１’の直下に前述のタービン５が取り付けられており、噴射ノズル３１’から噴射される水でタービン５を回して発電可能となっている。
【００５５】
（切替弁及び配管）
これらの第１貯水タンク２’と第２貯水タンク３’は、前述のルート切替弁６でルート選択が自在に前述のボンベ４に連通されている。ボンベ４からルート切替弁６までのルートがパイプ７０’である。また、第１ルートとなるルート切替弁６から第１貯水タンク２’の第１弁６１’までのルートがパイプ７１’であり、第２ルートとなるルート切替弁６から第２貯水タンク３’の第４弁６８’までのルートがパイプ７２’である。
【００５６】
また、第１貯水タンク２’の上部タンク２０ａ’と下部タンク２０ｂ’は、第２弁６２’を介してパイプ７３’で連通され、第２貯水タンク３’の上部タンク３０ａ’と下部タンク３０ｂ’は、第２弁６６’を介してパイプ７５’で連通され、それぞれ上部タンク２０ａ’，３０ａ’の圧縮空気を下部タンク２０ｂ’，３０ｂ’へ圧送可能となっている。
【００５７】
そして、第１貯水タンク２’の下部タンク２０ｂ’と、第２貯水タンク３’の上部タンク３０ａ’とは、パイプ７４’で連通され、第２貯水タンク３’の下部タンク３０ｂ’と、第１貯水タンク２’の上部タンク２０ａ’とは、パイプ７６’で連通されている。
【００５８】
なお、第１貯水タンク２’の第３弁６３’及び第２貯水タンク３’の第３弁６７’は、圧縮空気を大気に開放するためのエアー抜きの弁である。
【００５９】
次に、図３を用いて、第２実施形態に係る発電装置１’の使用方法である第２実施形態に係る発電装置１’を用いて発電する発電方法について説明する。
【００６０】
（１）空気圧縮工程
先ず、本実施形態に係る発電方法では、第１実施形態と同様に、ボンベ４にコンプレッサーで空気を圧縮して行き必要圧を掛ける空気圧縮工程を行う。但し、運搬性や貯蔵性を考慮しなければ、本発明に係るボンベは、足踏み式の空気注入器で空気を注入圧縮することも可能である。
【００６１】
（２）第１ルート発電工程
次に、本実施形態に係る発電方法では、第１ルートでタービン５を回して発電する第１ルート発電工程を行う。
【００６２】
具体的には、ルート切替弁６で第１ルートとなるパイプ７１’及び第１弁６１’を開放し、第２ルートとなるパイプ７２’を閉塞する。そして、レギュレータ８でボンベ４内の圧縮空気を発電に適した所定圧に調整して第１ルートを通じて第１貯水タンク２’の上部タンク２０ａ’へ圧縮空気を送り込む。
【００６３】
このとき、第１貯水タンク２’の第１弁６１’は開放し、残りの３つの第２弁６２’〜第４弁６４’は閉塞する。これにより、レギュレータ８で調圧された圧縮空気が第１貯水タンク２’の上部タンク２０ａ’へ供給され、圧縮空気の圧力で上部タンク２０ａ’に貯留されていた水が噴射ノズル２１’から噴射されてタービン５を回して発電する。
【００６４】
上部タンク２０ａ’貯留されていた水が無くなると、第１貯水タンク２’の第２弁６２’を開放し、パイプ７３’を通じて下部タンク２０ｂ’へ圧縮空気を圧送する。
【００６５】
このとき、第２貯水タンク３’の第１弁６５’と第３弁６７’は開放されており、上部タンク２０ａ’から下部タンク２０ｂ’に落下した水が下部タンク２０ｂ’の圧縮空気により、圧送されて第２貯水タンク３’の上部タンク３０ａ’へ移ることとなる。
【００６６】
（３）第２ルート発電工程
次に、本実施形態に係る発電方法では、第２ルートでタービン５を回して発電する第２ルート発電工程を行う。
【００６７】
具体的には、ルート切替弁６で第２ルートとなるパイプ７２’及び第４弁６８’を開放し、第１ルートとなるパイプ７１’を閉塞する。そして、レギュレータ８でボンベ４内の圧縮空気を発電に適した所定圧に調整して第２ルートを通じて第２貯水タンク３’の上部タンク３０ａ’へ圧縮空気を送り込む。
【００６８】
このとき、第２貯水タンク３’の第４弁６８’は開放し、残りの３つの第１弁６５’〜第３弁６７’は閉塞する。これにより、レギュレータ８で調圧された圧縮空気が第２貯水タンク３’の上部タンク３０ａ’へ供給され、圧縮空気の圧力で上部タンク３０ａ’に前工程で移送された水が噴射ノズル３１’から噴射されてタービン５を回して発電する。
【００６９】
上部タンク３０ａ’貯留されていた水が無くなると、第２貯水タンク３’の第２弁６６’を開放し、パイプ７５’を通じて下部タンク３０ｂ’へ圧縮空気を圧送する。
【００７０】
このとき、第１貯水タンク２’の第４弁６４’と第３弁６３’は開放されており、上部タンク３０ａ’から下部タンク３０ｂ’に落下した水が下部タンク３０ｂ’の圧縮空気により、圧送されて第１貯水タンク２’の上部タンク２０ａ’へ戻ることとなる。
【００７１】
この後、第１ルート発電工程と第２ルート発電工程を交互に繰り返し行うことにより、ボンベ４内の圧縮空気の圧力がなくなるまでは、継続して発電を行うことができる。発電した電気は、バッテリーなどの蓄電装置で蓄電し、車の動力源や家庭用の電源として使用することができる。
【００７２】
以上説明した本発明の第２実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置１’によれば、第１ルート発電工程と第２ルート発電工程を交互に繰り返し行うことにより、ボンベ４内の圧縮空気の圧力がなくなるまでは、継続して発電を行うことができる。このため、充分な発電量を発電可能となる。
【００７３】
また、発電装置１’によれば、ボンベ４により、空気を３００気圧程度の高圧にして体積を１気圧のときと比べて大幅に圧縮した状態で貯留可能であるため運搬が容易である。このため、送電設備のない僻地まで容易に運搬することが可能であり、スペースを取らないため、多数のボンベ４を貯蔵しておくことも容易である。よって、家庭用の発電装置や、車、電車などの動力源、送電設備のない僻地における小規模発電装置として最適である。
【００７４】
以上、本発明の第１実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置１及び第２実施形態に係る圧縮空気を用いた発電装置１’について詳細に説明した。しかし、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【符号の説明】
【００７５】
１，１’：発電装置（圧縮空気を用いた発電装置）
２，２’：第１貯水タンク（貯水タンク）
２０：タンク本体
２１：空気流入口
２２：タービン流出口
２３：タービン流入口
２４：空気抜き弁
２５：水供給口
２０ａ’：上部タンク
２０ｂ’：下部タンク
２１’：噴射ノズル
３：第２貯水タンク（貯水タンク）
３０：タンク本体
３１：空気流入口
３２：タービン流出口
３３：タービン流入口
３４：空気抜き弁
３５：水供給口
３０ａ’：上部タンク
３０ｂ’：下部タンク
３１’：噴射ノズル
４：ボンベ
５：タービン
６：ルート切替弁
６１〜６４：切替弁
６１’，６５’：第１弁（切替弁）
６２’，６６’：第２弁（切替弁）
６３’，６７’：第３弁（切替弁）
６４’，６８’：第４弁（切替弁）
７０〜７６：パイプ（配管）
７０’〜７６’：パイプ（配管）
８：レギュレータ
【図１】
2019100181.tif 000003
【図２】
2019100181.tif 000004
【図３】
2019100181.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月18日(2019.3.18)
【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】
圧縮空気が封入されたボンベと、水が貯留された貯水タンクと、発電用のタービンを備え、前記ボンベ内の圧縮空気を用いて前記貯水タンク内の水を加圧して噴出させて前記タービンを回して発電する圧縮空気を用いた発電装置であって、
前記貯水タンクは、複数設置されているとともに、前記ボンベから各貯水タンクへの圧縮空気の圧送ルートを切替自在なルート切替弁が設けられ、
一の前記貯水タンクから前記タービンに噴出させた水が、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により他の前記貯水タンクに圧送可能に構成され、
前記ルート切替弁により前記ボンベから圧送される圧縮空気のルートを切り替えることにより、圧送させた水が他の前記貯水タンクから前記タービンに噴出可能に構成され、
前記複数の貯水タンクは、第１貯水タンクと第２貯水タンクの２つの貯水タンクからなり、
前記第１貯水タンク及び第２貯水タンクは、それぞれ上部タンクと下部タンクの上下２段のタンクを備え、
前記下部タンクには、前記タービンがそれぞれ設けられ、前記上部タンクから噴出させた水で前記タービンを回して発電可能に構成され、
前記ボンベからの圧縮空気の圧力により、前記第１貯水タンクの前記下部タンクから前記第２貯水タンクの前記上部タンクへ水を圧送可能に構成されているとともに、前記第２貯水タンクの前記下部タンクから前記第１貯水タンクの前記上部タンクへ水を圧送可能に構成されていること
を特徴とする圧縮空気を用いた発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項１に係る圧縮空気を用いた発電装置は、圧縮空気が封入されたボンベと、水が貯留された貯水タンクと、発電用のタービンを備え、前記ボンベ内の圧縮空気を用いて前記貯水タンク内の水を加圧して噴出させて前記タービンを回して発電する圧縮空気を用いた発電装置であって、前記貯水タンクは、複数設置されているとともに、前記ボンベから各貯水タンクへの圧縮空気の圧送ルートを切替自在なルート切替弁が設けられ、一の前記貯水タンクから前記タービンに噴出させた水が、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により他の前記貯水タンクに圧送可能に構成され、前記ルート切替弁により前記ボンベから圧送される圧縮空気のルートを切り替えることにより、圧送させた水が他の前記貯水タンクから前記タービンに噴出可能に構成され、前記複数の貯水タンクは、第１貯水タンクと第２貯水タンクの２つの貯水タンクからなり、前記第１貯水タンク及び第２貯水タンクは、それぞれ上部タンクと下部タンクの上下２段のタンクを備え、前記下部タンクには、前記タービンがそれぞれ設けられ、前記上部タンクから噴出させた水で前記タービンを回して発電可能に構成され、前記ボンベからの圧縮空気の圧力により、前記第１貯水タンクの前記下部タンクから前記第２貯水タンクの前記上部タンクへ水を圧送可能に構成されているとともに、前記第２貯水タンクの前記下部タンクから前記第１貯水タンクの前記上部タンクへ水を圧送可能に構成されてい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】００１０
【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】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
第１発明によれば、ボンベ内の圧縮空気の圧力がなくなるまでは、継続して発電を行うことができる。このため、充分な発電量を発電可能となる。また、空気を３００気圧程度の高圧にして体積を１気圧のときと比べて大幅に圧縮した状態で貯留可能であるため、発電の動力源となる圧縮空気（ボンベ）の運搬が容易である。このため、送電設備のない僻地まで容易に運搬することが可能であり、スペースを取らないため、多数のボンベを貯蔵しておくことも容易である。このため、家庭用の発電装置や車、電車などの動力源、送電設備のない僻地における小規模発電装置として最適である。
また、第１発明によれば、前記作用効果を奏するだけでなく、上部タンクから噴射される水で下部タンクのタービンを回して発電するため、水の位置エネルギーも発電に利用することができ、効率よく発電を行うことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【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】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】