(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を貯蔵するための１基以上のタンク（２）、
当該圧縮空気を受けてその圧力を下げて、より低圧の圧縮空気流（８）を生成するための圧力調整器（６）、
当該圧力調整器（６）の下流に配置されて当該より低圧の圧縮空気流（８）を受ける空気駆動機構であって、当該より低圧の圧縮空気流（８）の圧力が自身の入口圧力に相当する空気駆動機構、
当該空気駆動機構の下流に配置され、当該より低圧の圧縮空気流（８）を受けてそれを原子力発電所の制御室に供給する排出装置（９）、ならびに
当該タンク（２）、当該圧力調整器（６）、当該空気駆動機構および当該排出装置（９）を接続する配管
から成り、
当該空気駆動機構は、当該より低圧の圧縮空気流（８）を用いて自身を駆動する空気圧装置、および空気タービンと発電機のセットであって、当該空気タービンは当該より低圧の圧縮空気流（８）を受けそれを膨張させて当該発電機を駆動することにより当該より低圧の圧縮空気流（８）に貯蔵されたエネルギーを電力に変換するセットの、一方または両方である、
原子力発電所における受動的中央制御室居住性システム。
【請求項２】
前記空気駆動機構が空気タービン（１５）および発電機（１７）から成る、請求項１のシステム。
【請求項３】
前記空気駆動機構が空気駆動ポンプ（２７）から成る、請求項１のシステム。
【請求項４】
前記空気駆動機構が空気タービン（１５）、発電機（１７）および空気駆動ポンプ（２７）から成る、請求項１のシステム。
【請求項５】
前記１基以上のタンク（２）内の圧縮空気の最大圧力が約４０００ｐｓｉである、請求項１のシステム。
【請求項６】
前記１基以上のタンク（２）内の最小圧力が約３３３３ｐｓｉである、請求項１のシステム。
【請求項７】
前記より低圧の圧縮空気流（８）の圧力が約１２０ｐｓｉである、請求項１のシステム。
【請求項８】
前記より低圧の圧縮空気流（８）と前記排出装置（９）の設計圧力との間の２５ｐｓｉの圧力差を利用して前記空気駆動ポンプ（２７）を作動させる、請求項３のシステム。
【請求項９】
原子力発電所において作動状態にある受動的中央制御室居住性システムの圧縮空気の利用方法であって、
１基以上の貯蔵タンク（２）内で圧縮空気を加圧し、
当該圧縮空気（４）を当該１基以上の貯蔵タンク（２）の下流に配置された圧力調整器（６）に通すことによってより低圧の圧縮空気流（８）を生成し、
当該より低圧の圧縮空気流（８）を、当該圧力調整器（６）の下流に配置されて当該より低圧の圧縮空気流（８）を受ける空気駆動機構であって、当該より低圧の圧縮空気流（８）の圧力が自身の入口圧力に相当する空気駆動機構へ搬送することにより、当該空気駆動機構が当該より低圧の圧縮空気流（８）を用いて自身を駆動すること、および当該空気駆動機構が当該より低圧の圧縮空気流（８）を受けそれを膨張させて発電機を駆動することにより当該より低圧の圧縮空気流（８）に貯蔵されたエネルギーを電力に変換することの、一方または両方を実行し、
当該より低圧の圧縮空気流（８）を、当該空気駆動機構の下流に配置され、当該より低圧の圧縮空気流（８）を受けてそれを原子力発電所の制御室に供給する排出装置（９）へ搬送することより成る方法。
【請求項１０】
前記空気駆動機構が空気タービン（１５）および発電機（１７）から成る、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記空気駆動機構が空気駆動ポンプ（２７）から成る、請求項９の方法。
【請求項１２】
前記空気駆動機構が空気タービン（１５）、発電機（１７）および空気駆動ポンプ（２７）から成る、請求項９の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、全交流電源喪失を伴う事故または事象の発生後に受動的動力供給型中央制御室居住性システム（ＶＥＳ）に貯蔵されたエネルギーを用いて発電を行うシステムおよび方法に関する。
【０００２】
原子力発電所で発電を行うための様々な機能は、水と電力という２つの枢要な資源を必要とする。例えば、原子炉および使用済燃料プール内の燃料を冷却するために水を使用し、ポンプによる給送、弁の作動、計装、プラントの監視などの様々なプラント機能の遂行に電力を使用する。全交流電源喪失のような事故や、全交流電源喪失につながるその他の事象が発生すると、事故に対処するために原子力発電所サイトに外部から資源を調達し供給するのが難しいことがありうる。したがって、交流電源を喪失すると発電し、冷却水を提供する代替手段を発電所サイトに設けることは有益である。
【０００３】
一般に、原子力発電所の中央制御室居住性システム（ＶＥＳ）は、全交流電源喪失を伴
う事故またはその他の事象発生後に、空気を用いて制御室環境の換気、冷却およびろ過を行う受動的動力供給型システムである。図１は、先行技術に基づくＶＥＳシステム１０の概略図である。圧縮空気がタンク２に貯蔵され、加圧される。一般に、空気は最大４０００ｐｓｉの圧力下で貯蔵される。通常条件下で、タンクの最小圧力は３３３３ｐｓｉ、気温は華氏６０度である。さらに、ＶＥＳシステムは、圧縮空気を貯蔵するために複数のタンクを使用するのが一般的である。例えば、ウェスチングハウス社のＡＰ１０００型プラントのような一部の商業用原子力発電所では、３２基のタンクが使用され、各タンクの自由容積は約４６.１立方フィートである。圧縮空気流４はタンク２から圧力調整器６を通過する。圧力調整器６の最小入口圧力は２００ｐｓｉである。圧力調整器６は圧縮空気流４の圧力を下げて、出口７から排出装置ノズル１１に入る、体積流量が６５ＳＣＦＭ（標準立方フィート／分）のより低圧の圧縮空気流８により、排出装置９に動力が供給されるようにする。出口７の空気圧は、中程度の圧力に下げられる。ＡＰ１０００プラントの場合、中程度の圧力、即ち、より低圧の圧縮空気流８の圧力は、１２０ｐｓｉである。排出装置ノズル１１へ供給された空気流は制御室向けの新鮮な空気を提供し、排出装置９は制御室空間１３内に空気流を循環させる。
【０００４】
ＡＰ１０００の場合、全交流電源喪失を伴う事故またはその他の事象後、７２時間以上にわたって流量６５±５ＳＣＦＭの空気を中央制御室領域に提供するのに十分な圧縮空気が、原子力発電所に貯蔵されている。この圧縮空気は、有意な量のポテンシャルエネルギーを有する。
【０００５】
ＶＥＳなど様々な受動的動力供給型システムにより、運転員による介入やオフサイト電源に頼らずに、原子炉事故の事象を緩和するのは、当技術分野で周知のことである。このような受動的動力供給型システムは、ポンプ、ファン、ディーゼル発電機などの能動的な補機に頼らず、圧縮ガス、重力流、自然循環流、対流などの自然の力に依存する安全機能に重点を置く。さらに、受動的システムは、交流電源、補機冷却水、水道水、ＨＶＡＣなどの安全級支援システムがなくても機能するよう設計されている。
【０００６】
原子力発電所で使用するための受動的機能と緩和策をさらに開発することが望ましい。例えば、資源が直ちに入手できない、事故およびその他の事象シーケンスが発生した場合に原子力発電所のプロセスから有用なエネルギーを回収することが望まれる。そこで本発明は、ＶＥＳ中の圧縮空気から有意な量の有用エネルギーを取り出すためのシステムおよび方法を提供する。このエネルギーは、原子力発電所において、ＶＥＳが作動する事故およびその他の交流電源喪失事象シーケンスに対処するために利用できる。
【発明の概要】
【０００７】
一局面において、本発明は、原子力発電所における全交流電源喪失を伴うシナリオ発生時、受動的中央制御室居住性システムが作動されると当該中央制御室居住性システム内の圧縮空気を利用するシステムを提供する。当該中央制御室居住性システムは、圧縮空気を貯蔵する１基以上のタンク、入口および出口を備え、圧縮空気の圧力を下げて出口から低圧の圧縮空気流を発生させる圧力調整器、ノズルを有し、圧縮空気を制御室へ搬送する排出装置、ならびに当該タンクを当該圧力調整器および当該排出装置に接続して内部を圧縮空気が流れるようにする配管から成る。当該システムは、当該排出装置の上流に配置された空気駆動機構を含む。当該空気駆動機構は、当該低圧の圧縮空気流を用いて自身を駆動する空気圧装置、および空気タービンと発電機のセットであって、当該空気タービンは当該低圧の圧縮空気流を受けそれを膨張させて当該発電機を駆動することにより当該低圧の圧縮空気流に貯蔵されたエネルギーを電力に変換するセットの、一方または両方である。
【０００８】
この空気駆動機構は、入口と排出口とを有するタービンおよび発電機を含むことができる。別の実施態様では、この空気駆動機構は空気駆動ポンプを含むことができる。
【０００９】
１基以上のタンク内の圧縮空気の最大圧力は、約４０００ｐｓｉｇとすることができる。当該１基以上のタンクの最小圧力は、約３３３３ｐｓｉとすることができる。当該低圧の圧縮空気流の圧力は、約１２０ｐｓｉとすることができる。
【００１０】
タービンの排出口と排出装置の入口との間の２５ｐｓｉの圧力差を利用して、空気駆動ポンプを作動することができる。
【００１１】
別の局面において、本発明は、原子力発電所において作動状態にある受動的中央制御室居住性システムの圧縮空気を回収することによってエネルギーを生成する方法を提供する。この方法は、１基以上の貯蔵タンク内で圧縮空気を加圧し、当該圧縮空気を圧力調整器に通すことによって低圧の圧縮空気流を生成し、当該低圧の圧縮空気流をエネルギーに変換する変換機構へ当該空気流を送り込むことから成る。
【００１２】
この変換機構は、入口および排出口を有するタービンならびに発電機を含むことができる。別の実施態様では、この変換機構は空気駆動ポンプを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】先行技術に基づく中央制御室居住性システム（ＶＥＳ）の概略図である。
【００１４】
【図２】本発明の或る特定の実施態様に基づく、タービン発電機を変換機構に含むＶＥＳ発電システムの概略図である。
【００１５】
【図３】本発明の或る特定の実施態様に基づく、空気駆動ポンプを変換機構に含む別のＶＥＳ発電システムの概略図である。
【００１６】
【図４】本発明の或る特定の実施態様に基づく、タービン発電機と空気駆動ポンプとを変換機構に含む別のＶＥＳ発電システムの概略図である。
【００１７】
【図５】本発明の或る特定の実施態様に基づく、図３および４に示すＶＥＳで使用される空気圧式ポンプのポンプ曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、加圧水型原子炉や沸騰水型原子炉などの原子力発電所において、全交流電源喪失を伴う事故またはその他の事象などのシナリオに対処する際、受動的動力供給型中央制御室居住性システム（ＶＥＳ）が作動した状況で、ＶＥＳの圧縮空気からエネルギーを取り出して発電するシステムおよび方法に関する。特に、本発明の発電システムおよび方法は、圧縮空気の初期圧力（すなわち圧縮空気タンク内の圧力）と排出装置入口の圧力との間の圧力差からエネルギーを取り出す。この貯蔵エネルギーは、タービンおよび／またはポンプなどを介して有用な動力に変換される。さらに、圧縮空気（より低圧の）を、排出装置を通過させて原子力発電所の制御室へ流入させるようにできる。ＶＥＳは一般的に、対処すべき事故シナリオ発生時に、制御室環境の換気、冷却およびろ過を行うために圧縮空気を供給する。したがって、本発明は、長時間の交流電源喪失を伴う事故の後のプラントの対処能力を長続きさせるために、ＶＥＳに貯留してある圧縮空気のエネルギーを有用なエネルギーに変換する上で有用である。
【００１９】
図２は、本発明の或る特定の実施態様に基づくＶＥＳ発電システム２０の概略図である。図２には、図１に示した、タンク２、圧縮空気流４、圧力調整器６、出口７、より低圧の圧縮空気流８、排出装置９、排出装置ノズル１１および制御室１３が含まれる。前述のように、圧力調整器６は流入する圧縮空気流４の圧力を下げ、より低圧の圧縮空気流８が出口７から出るようにする。図２はさらに、空気タービン１５および交流発電機１７を含んでいる。この２つの構成機器は、排出装置９および排出装置ノズル１１の上流側に配置されている。より低圧の圧縮空気流８は、圧力調整器の出口７から空気タービン１５および交流発電機１７に供給され、圧縮空気に貯蔵されたエネルギーが電力などの有用なエネルギーに変換されるが、そのエネルギーは、原子力発電所の事故シナリオ発生時、ＶＥＳが作動した状況で、事故に対処する機能の遂行に利用できる。当該より低圧の圧縮空気８の圧力は、空気タービン１５に要求される圧力と本質的に同じである。ＶＥＳの設計要件を満たしながら、ＶＥＳの貯蔵エネルギーの回収と有用エネルギーへの変換を行える。圧縮空気の圧力は変動しうる。或る特定の実施態様において、タンク２内の圧縮空気の初期圧力は、例えば約３３３３ｐｓｉｇである。この空気は断熱・等エントロピー膨張して、初期圧力から約２００ｐｓｉｇの最終圧力になる。この膨張は空気タービン１５を介して起きるので、約２００ｐｓｉｇは空気タービン１５の下流側の圧力である。或る特定の実施態様において、空気タービン１５の下流に配置される排出装置９または他の構成機器（例えば図３に示す空気駆動ポンプ）で要求されるレベルまで圧力をさらに下げるために、二次圧力調整器（図示せず）を使用することもできる。或る特定の実施態様において、空気タービン１５と排出装置ノズル１１との間に二次圧力調整器（図示せず）を配置することもできる。利用可能なエネルギーは、初期圧力状態と最終圧力状態との間のエンタルピーの差に膨張した空気の質量を乗算することによって推定できる。この変換については本書の後段で詳述する。このエネルギーは、事故シナリオに対処する間、バッテリーの充電や計装および他の機器の給電など（これらに限定されない）の様々な有用な機能に利用できる。
【００２０】
本発明はまた、或る特定の実施態様に基づく、図３に概略を示すＶＥＳ発電システム２５も含んでいる。図３には、図１に示した、タンク２、圧縮空気流４、圧力調整器６、出口７、より低圧の圧縮空気流８、排出装置９、排出装置ノズル１１および制御室１３が含まれる。図３はさらに、圧力調整器６およびその出口７の下流に位置し、排出装置９およびそのノズル１１の上流に位置する空気駆動ポンプ２７を含んでいる。本実施態様において、圧力調整器６は、空気駆動ポンプ２７（図１に示す空気タービン１５に代わるもの）で要求される入口圧力を提供するように設定される。
【００２１】
本発明はさらに、或る特定の実施態様に基づく、図４に概略を示すＶＥＳ発電システム３０も含んでいる。図４には、図１に示したタンク２、圧縮空気流４、圧力調整器６、出口７、より低圧の圧縮空気流８、排出装置９、排出装置ノズル１１および制御室１３が含まれる。図４はさらに、空気タービン１５、交流発電機１７および空気駆動ポンプ２７を含んでいる。空気駆動ポンプ２７は、空気タービン１５の下流に位置し、排出装置９およびそのノズル１１の上流に位置する。本実施態様では、空気タービン１５の排気圧力を空気駆動ポンプ２７の入口で要求される圧力に相当する値にするか、または空気タービン１５と空気駆動ポンプ２７との間に二次圧力調整器（図示せず）を配置して空気駆動ポンプ２７の入口圧力を適切な値にする、システム構成が行われる。
【００２２】
或る特定の実施態様において、圧力調整器６は出口７の圧力が１２０ｐｓｉｇとなるよう設定されており、排出装置ノズル１１／排出装置９は１１０ｐｓｉｇで作動するように設計されている。別の実施態様では、圧力調整器６は空気タービンの設計／入口圧力に相当する有意により高い圧力に設定されており、同タービンからの排気は空気駆動ポンプの設計／入口圧力に設定されている。空気タービン、空気駆動ポンプまたは排出装置の入口を望ましい圧力にするために、必要に応じて圧力調整装置を追加してもよい。圧力調整器６の圧力設定をやや高めの例えば約１３５ｐｓｉｇに変更し、排出装置の入口圧力を１１０ｐｓｉｇに保てば、空気駆動ポンプを作動させるための２５ｐｓｉの圧力差が生じる。このポンプは、例えば、サイトの貯蔵タンクの水を、事故シナリオに対処する上で必要な場所へ輸送するために使用できる。
【実施例】
【００２３】
以下の例は、ウェスチングハウス・エレクトリック・カンパニーが設計したＡＰ１０００プラントに適用できる。
【００２４】
実施例１
任意の物質の貯蔵エネルギーは、その物質の総エンタルピーに等しい。有用エネルギーの総計は、仕事を行う前のエンタルピーと最終状態のエンタルピーとの差である。ＶＥＳ空気貯蔵タンクの場合、圧縮空気の初期圧力は、空気貯蔵タンク室の周囲条件の関数である。
【００２５】
本例では、周囲温度が華氏６０度および８０度でのタンク圧力の計算値は、それぞれ３３３３および３５０４ｐｓｉｇとなった。排出装置入口における空気圧は、１１０ｐｓｉｇとした。
【００２６】
貯蔵された空気の総エネルギーは、次式から求めた。
【数１】
0006275749.tif 000002
【００２７】
ここで、Ｅはタンク内の貯蔵エネルギー、ｍａｉｒはタンク内の空気の質量、ｈ１はタンク内の空気のエンタルピーである。ｈ１は熱力学表から求められ、タンク内の空気の総質量は、空気の比体積および総貯蔵体積と、空気の総質量との関係を表す式２から求めた。
【数２】
0006275749.tif 000003
【００２８】
ここで、ｖａｉｒはシステム温度および圧力における空気の比体積、Ｖは空気タンクの総貯蔵体積である。
【００２９】
タンク内に貯蔵されたエネルギーのすべてが取り出されて、有用な仕事に転換されたわけではない。任意のシステムの総エネルギー収支は、式３で表される。
【数３】
0006275749.tif 000004
【００３０】
式３は、任意のシステムからの総エネルギー移動を律する式であり、ここで、Δｕ２／２ｇｃは運動エネルギーの変化、ｇΔｚは位置エネルギーの変化、ΔＨはシステムのエンタルピーの変化、Ｑは熱量、Ｗｓは仕事である。ここで、システムの運動エネルギーと位置エネルギーはエンタルピーの変化に比べて無視できる程度であり、システムは断熱的である（システム内外への熱伝達がない）と仮定すると、式３は次のように単純化される。
【数４】
0006275749.tif 000005
【００３１】
最終エンタルピー（Ｈ２）はすぐには分からないが、最終圧力は既知であり、システムは完全に可逆的（等エントロピー）であると仮定した。最終エンタルピーは、圧縮空気に関する熱力学表を内挿することによって求めた。等エントロピー膨張に関しては、エントロピーが一定である（Ｓ１＝Ｓ２）と仮定する。
【００３２】
仮定
１．システムの運動エネルギーと位置エネルギーは無視できる程度であった。
２．システムは断熱的であった。
３．システムは等エントロピー的であった。
４．膨張して圧力がタンク圧力から圧力調整器の最小入口圧力になっても、総合的なシステム性能基準は影響を受けなかった。
５．圧縮空気タービンの発電効率は３３％であった。
【００３３】
入力データ
圧縮空気タンクの設計圧力＝４０００ｐｓｉｇ
圧縮空気タンクの設計温度＝華氏６０〜８０度
圧縮空気タンクの総数＝３２基
各圧縮空気タンクの総自由容積＝４６．１立方フィート
圧力調整器の最小入口圧力設定値＝２００ｐｓｉｇ
排出装置入口圧力＝１１０ｐｓｉｇ
華氏６０度でのタンク最小圧力＝３３３３ｐｓｉｇ
華氏８０度でのタンク最小圧力＝３５０４ｐｓｉｇ
華氏６８度、２００ｂａｒでの空気の比体積＝０．００４３３ｍ３／ｋｇ
【００３４】
圧縮空気タンク内の空気質量測定値
【表１】
0006275749.tif 000006
気温は華氏６０度＝２８８．７Ｋ
空気の初期圧力は３３３３ｐｓｉｇ＝３３４７．４ｐｓｉａ＝２３０．８ｂａｒ
表の値から内挿
【００３５】
エンタルピー
２８８．７Ｋ、２００ｂａｒでのエンタルピー＝
【数５】
0006275749.tif 000007
２８８．７Ｋ、２５０ｂａｒでのエンタルピー＝
【数６】
0006275749.tif 000008
２８８．７Ｋ、２３０．８ｂａｒでのエンタルピー＝
【数７】
0006275749.tif 000009
【００３６】
エントロピー
２８８．７Ｋ、２００ｂａｒでのエントロピー＝
【数８】
0006275749.tif 000010
２８８．７Ｋ、２５０ｂａｒでのエントロピー＝
【数９】
0006275749.tif 000011
２８８．７Ｋ、２３０．８ｂａｒでのエントロピー＝
【数１０】
0006275749.tif 000012
【００３７】
比体積
２８８．７Ｋ、２００ｂａｒでの比体積＝
【数１１】
0006275749.tif 000013
２８８．７Ｋ、２５０ｂａｒでの比体積＝
【数１２】
0006275749.tif 000014
２８８．７Ｋ、２３０．８ｂａｒでの比体積＝
【数１３】
0006275749.tif 000015
ＶＥＳ貯蔵タンク内の圧縮空気の質量計算値
【００３８】
タンク容積＝４６．１立方フィート＝１．３０５立方メートル
圧縮空気タンクの総容積＝１．３０５×３２＝４１．７６立方メートル
【数１４】
0006275749.tif 000016
【００３９】
圧縮空気タンク内の初期貯蔵エネルギー
【数１５】
0006275749.tif 000017
【００４０】
等エントロピー膨張を仮定した最終エンタルピー
圧力調整弁の最小入口圧力は２００ｐｓｉｇ（２１４．７ｐｓｉａ）であった。圧縮空気が膨張して２００ｐｓｉｇになったときにＶＥＳシステムの性能に影響がないというのは、合理的な仮定であった。
２１４．７ｐｓｉａ＝１４．８ｂａｒ
【表２】
0006275749.tif 000018
【００４１】
内挿により求めた２１４．７ｐｓｉａ、エントロピー５．１３６でのエンタルピー
２１４．７ｐｓｉａ（１４．８ｂａｒ）、１２０Ｋでのエンタルピー＝
【数１６】
0006275749.tif 000019
２１４．７ｐｓｉａ（１４．８ｂａｒ）、１４０Ｋでのエンタルピー＝
【数１７】
0006275749.tif 000020
２１４．７ｐｓｉａ（１４．８ｂａｒ）、１２０Ｋでのエントロピー＝
【数１８】
0006275749.tif 000021
２１４．７ｐｓｉａ（１４．８ｂａｒ）、１４０Ｋでのエントロピー＝
【数１９】
0006275749.tif 000022
２１４．７ｐｓｉａ、エントロピー５．１３６での温度＝
【数２０】
0006275749.tif 000023
２１４．７ｐｓｉａ（１４．８ｂａｒ）、１２７．４Ｋでのエンタルピー＝
【数２１】
0006275749.tif 000024
【００４２】
３３３３ｐｓｉｇ（２３０．８ｂａｒ）から２００ｐｓｉｇ（１４．８ｂａｒ）への空気の膨張によって取り出された総エネルギーの計算値
【数２２】
0006275749.tif 000025
および
【数２３】
0006275749.tif 000026
【数２４】
0006275749.tif 000027
【００４３】
予想電気出力の推定値
圧縮空気のエネルギーを効率的に利用する複数の方法があるが、一般的な方法は、発電機を駆動するタービン内で空気を膨張させることによりタービンでエネルギーを電気へ変換する方法である。総発電効率として３３％という合理的な値を仮定して計算を行った。
電気出力＝
【数２５】
0006275749.tif 000028
下掲の表３は、本発明の発電システムおよび方法によって給電される可能性のある、事故後の典型的な負荷の一覧である。利用可能な電気出力と同表の負荷から見て、交流電源喪失シナリオの際に数時間の追加的な対処時間が得られる可能性がある。
【表３】
0006275749.tif 000029
【００４４】
実施例２
圧力調整器の下流側で予想される圧縮空気の圧力は、流量６５±５ＳＣＦＭにおいて１２０ｐｓｉｇであった。排出装置の入口圧力は１１０ｐｓｉｇであり、圧力調整器の下流側の圧縮空気流から有用エネルギーを取り出す機会はあまりなかった。しかし、排出装置入口圧力が約９５ｐｓｉｇまで下がった場合について、圧縮空気の別の用途の可能性を検討した。エネルギーを取り出して発電する代わりに、比較的低い空気圧を、空気作動ダイヤフラムポンプなどの空気圧装置へ供給される動力として利用した。
【００４５】
代表的なポンプ曲線を図５に示す。図５に基づき、流量６５ＳＣＦＭ、入口圧力１２０ｐｓｉｇの空気によって、約２２５フィートの吐出しヘッドで約４０ｇｐｍの水が得られた。出口空気圧は９５ｐｓｉｇを超えた。
【００４６】
水搬送の可能性
ＶＥＳは７２時間以上作動した。
ポンプ搬送された水＝４０ｇｐｍ＊ ６０ｍｉｎ／ｈｒ ＊ ７２ｈｒ
＝１７２，８００ｇａｌｌｏｎｓ
圧縮空気タンクに含まれる総エネルギー量を求めると、２６１３．２ＭＪとなった。圧力調整器の予想される動作圧力から設計圧力への断熱・等エントロピー膨張は、１４８９．０ＭＪを生み出す能力があった。総発電効率を３３％と仮定すると、圧縮空気タービンシステムから１３６．５ｋｗｈの電力を得ることが期待できた。また、圧力調整器の下流に配置された空気作動ダイヤフラムポンプは、代表的なポンプ曲線に基づいて、約２２５フィートの吐出しヘッドで１７２，８００ガロンの水を搬送する能力があった。
【００４７】
本発明を、様々な具体的な実施態様に関して説明してきたが、添付の特許請求の思想および範囲内で変更を加えた上で本発明を実施できることは、当業者が理解するところである。
【図１】
0006275749.tif 000030
【図２】
0006275749.tif 000031
【図３】
0006275749.tif 000032
【図４】
0006275749.tif 000033
【図５】
0006275749.tif 000034