(57)【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。
【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。
【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。【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。【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。
【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。
【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、
下記ａ）〜ｈ）を備え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）
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
【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。
【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。
【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。
【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
【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。
【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
【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】
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【図７】
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