特開 2023-181947 気体圧縮備蓄型発電機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023181947

(43)【公開日】2023-12-25

(54)【発明の名称】気体圧縮備蓄型発電機関

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/18 20060101AFI20231218BHJP

【ＦＩ】

H02K7/18 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2022105125

(22)【出願日】2022-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】522259902

【氏名又は名称】工藤電気冷熱有限会社

(71)【出願人】

【識別番号】522259924

【氏名又は名称】工藤 太一

(72)【発明者】

【氏名】工藤 太一

【テーマコード（参考）】

5H607

【Ｆターム（参考）】

5H607BB02

5H607FF21

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電気エネルギーを炭酸ガス（ＣＯ２）の気体圧縮により液化して変換備蓄する。
【解決手段】冷媒ガスをヒートポンプ機関で密閉した炭酸ガスの封入ガスに圧力を加えて液化して貯蔵する。負荷を使用する時は、液化した冷媒ガスを高圧パイプ２Ｇから発電後に膨張放熱タンク３Ｆ内の螺旋パイプの中に不凍液を循環し、タービン発電機３Ｂの内壁に不凍液が入ったパイプを巻き付けて、不凍液を循環してタービン発電機３Ｂの凍結を防ぎ、高圧でタービンを回転すると同時にタービン発電機３Ｂの上に設置した不凍液循環ポンプ３Ｃと連動して発電する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

本発明は、余剰電力で気体を圧縮して液化備蓄し、必要時、必要量を必要な場所で、備蓄してある液体を気化して、タービンを回転して発電するが、交流電気、直流電気のどちらでも供給できて、さらに、電気の周波数５０Ｈｚ及び６０Ｈｚでも必要電気周波数で取り出すことが可能とする特徴を有する気体圧縮備蓄型発電機関として、従来の蓄電装置である、バッテリー方式と異なる新規性を有し、蓄電分野に於いて進歩性を齎す蓄電装置であり、電気の直流を化学反応で充電するのではなく、冷媒ガスをヒートポンプ機関で密閉した炭酸ガス（ＣＯ_２）の封入ガスに圧力を加えて液化して貯蔵する。負荷を使用する時は、液化した冷媒ガスを高圧パイプから発電タービンを稼働して発電し、低圧パイプを通じて膨張放熱タンクに流入し、タンク内の螺旋パイプの中に不凍液を循環し、タービンの内壁に不凍液が入ったパイプを巻き付けて、不凍液を循環してタービンの凍結を防ぎ、高圧でタービンを回転すると同時にタービン発電機の上に設置した不凍液循環ポンプと連動して発電する。化学反応を行わないシステムである故に環境改善型のクリーンエネルギーを発電備蓄できることを特徴とする蓄電機関である。

【発明の詳細な説明】

【詳細】

技術分野
背景技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明を実施するための最良の形態
発明の効果
図面の簡単な説明

【技術分野】

【0001】

電気の蓄電池分野は、バッテリーに限定されているが、本発明は、直流電気でなければ充電できない従来のバッテリーに対し、交流電気で、コンプレサーで冷媒ガスを強化圧縮し、圧力タンクに圧縮気体を液化備蓄して、必要場所で、必要電気量を、圧縮液化してある冷媒ガスの圧力を加えて循環方式で気化放出して、タービンを回転する蓄電型の発電装置であり、冷媒ガスには完全密閉した炭酸ガス（ＣＯ_２）を使用する。

【0002】

液化した冷媒ガスを低圧パイプから膨張放熱タンク内の螺旋パイプを不凍液で凍結を防ぎ、高圧でタービンを回転すると同時のタービン発電機の上に設置した循環ポンプと連動して発電する。化学反応を行わないシステムである。

【背景技術】

【0003】

従来から密閉型冷凍サイクルがあるが、気体を液体に変換して、冷蔵庫、エアコン、給湯器、冷凍機器として、家庭用、産業用として、フロンガス等があるが、これらは、熱交換サイクル方式であり、電気を備蓄する機能を有していない。

【0004】

従来からエアコン等に使用されているフロンガスは、人工的に冷媒として作られていて、周知のとおり地球環境に弊害を齎し、アンモニアガスも冷媒として非常に能率が高いが、漏れると有毒である。しかし、冷媒ガスとして炭酸ガス（ＣＯ_２）を使用した場合は、圧力を加えることで容易に液化し、液化により体積を縮小できるので、より多く、短時間で早く冷媒を貯蔵できる。

【0005】

冷媒ガスとして炭酸ガス（ＣＯ_２）を使用し液化した場合、気化して高圧でタービンを回転すると、凍結が危惧されるので、液化した冷媒ガスを低圧パイプから膨張放熱タンク内の螺旋パイプを不凍液で凍結を防ぎ、高圧でタービンを回転すると同時のタービン発電機の上に設置した循環ポンプと連動して発電することで凍結を防止した。

【0006】

備蓄してある液体を気化して、タービンを回転して発電するが、交流電気、直流電気に関係なく電力を供給できる。

【0007】

電気の周波数５０Ｈｚ及び６０Ｈｚでも必要電気周波数で取り出すことが可能である。

【0008】

冷媒ガスをヒートポンプ機関で密閉した炭酸ガス（ＣＯ_２）の封入ガスに圧力を加えて液化して貯蔵し気化して発電するが、完全密閉し循環方式であり、炭酸ガス（ＣＯ_２）が放出されないし、炭酸ガス（ＣＯ_２）は定量を封入するのみである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

交流電気を蓄電できることを課題とする。

【0011】

交流電気、直流電気のどちらでも供給できることを課題とする。

【0012】

交流電気を直流電気に効果的に変換することを課題とする。

【0013】

直流電気を交流電気に効果的に変換することを課題とする。

【0014】

電気エネルギーとして注目される、太陽光発電、風力発電、地熱発電、波動発電があるが、いずれも電気出力が一定でなく、自然エネルギーは、出力の変動が激しく安定した電力が得られない欠点がある。
本発明が解決する課題である。

【0015】

電気の周波数５０Ｈｚ及び６０Ｈｚ周波数の差に関係なく発電できることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

電気エネルギーを、圧縮気体を液化し、移動エネルギーとして蓄えて、この高圧の気化圧力によりタービンを回転して発電することで交流電気を蓄電して課題を解決するものである。

【0017】

交流電気、直流電気のどちらでも供給できる課題の解決には、コンプレッサーに動力を加える方法で、直流モーター、交流モーターを連動させて解決する。

【0018】

従来からの技術であるが、交流電気を直流電気に変換するために整流回路を通す。

【0019】

従来からの技術であるが、直流電気を交流電気に変換するためにインバーター回路を通す。

【0020】

自然エネルギーは、出力の変動が激しく安定した電力が得られない欠点があるので、余剰電力をコンプレサーで、炭酸ガス（ＣＯ_２）の気体を液化して、圧力タンク内に貯蔵する。貯蔵した液体を必要に応じて気化噴出して、高圧でタービンを回転して発電する装置である。

【0021】

貯蔵した液体を必要に応じて気化噴出して、高圧でタービンを回転した発電の場合にタービンの凍結を防止するために、低圧パイプを通じて膨張放熱タンクに流入し、タンク内の螺旋パイプの中に不凍液を循環し、タービンの内壁に不凍液が入ったパイプを巻き付けて、不凍液を循環してタービンの凍結を防止する。

【0022】

電気の周波数５０Ｈｚ及び６０Ｈｚ周波数の差は、液化した炭酸ガス（ＣＯ_２）をタービンの羽根車に当てる圧力の上げ下げすることで、タービン回転数で、電気の周波数５０Ｈｚ及び６０Ｈｚ周波数の差を解決できる。

【0023】

冷媒を圧縮し液化したガスをタンクに貯蔵し、負荷の必要に応じて、噴出して発電する装置である。

【0024】

発電後の冷媒ガスは膨張タンクに入り、放熱し、再度循環して蓄えられて、入力側のコンプレサーが稼働すると吸収され、圧縮、液化を繰り返して、ヒートポンプを稼働して発電することで課題を解決する。

【発明を実施するための最良の形態】

【0025】

気体圧縮備蓄型発電装置は、２の貯蔵システム構造と３の発電システム構造に分割して判断すると分かりやすいが、気体圧縮備蓄型発電装置は、一対で、２の内で、２ＡのＳＷ入力し、２Ｃコンプレサーを稼働し炭酸ガス（ＣＯ_２）のを液化して、２Ｂの圧力タンクに貯蔵する。
３の発電システム構造では、３Ａの電磁弁ＳＷである出力バルブで、３Ｂのタービン発電機と３Ｃの不凍液循環ポンプを連動して、３Ｄの低圧出力パイプを通じて３Ｅの逆止弁から３Ｆの膨張放熱タンクを通じて３Ｇの低圧パイプを循環して２Ｃコンプレサーに戻るシステムであり、３Ｈの不凍液循環パイプで、３Ｂのタービン発電機内壁に３Ｉの螺旋式の不凍液循環パイプを巻き付けて、３Ｂのタービン発電機の凍結を防止し、３Ｊの膨張放熱タンク内の螺旋式の不凍液循環パイプで効果的に放熱して使用する。

【0026】

気体圧縮備蓄型発電装置の小型装置は家庭電化機器として、移動型及び固定型大型装置は産業用に使用する。

【0027】

重油発電機、ガソリン発電機などが、炭酸ガス（ＣＯ_２）を放出するので、炭酸ガス（ＣＯ_２）を放出しないゆえに船舶、車両、レーダー設備などのバックアップ電源として使用することが望ましい。

【0028】

必要な場所、必要電力に対応する移動型、固定型に分けて使用することが望ましい。

【0029】

用途、規模に基づき気体圧縮備蓄型発電機関を大小に分けて使用することが望ましい。

【0030】

電力供給が電力需要とアンバランスによるブラックアウトに対して使用するが、従来の重油発電機などが、炭酸ガス（ＣＯ_２）を放出するのに対して、炭酸ガス（ＣＯ_２）を放出しない長所を活用する。

【発明の効果】

【0031】

バッテリー方式と異なり、直流電気及び交流電気の区別なく、電気エネルギーを、炭酸ガス（ＣＯ_２）の気体圧縮により液化して変換備蓄することで、必要時に必要量の電気エネルギーを確保且つ使用できる効果がある。

【0032】

本発明は、炭酸ガス（ＣＯ_２）の気体圧縮備蓄型発電装置によりクリーンな電気を得て、炭酸ガス（ＣＯ_２）を密閉循環システムのため放出せず、火力発電に見られる炭酸ガス（ＣＯ_２）の放出もなく広義に於いて地球環境の改善の一旦を担う発電装置である。

【0033】

負荷を使用する時は、液化した冷媒ガスを高圧パイプから発電タービンを稼働して発電し、低圧パイプを通じて膨張放熱タンクに流入し、タンク内の螺旋パイプの中に不凍液を循環し、タービンの内壁に不凍液が入ったパイプを巻き付けて、不凍液を循環してタービンの凍結を防ぎ、高圧でタービンを回転すると同時にタービン発電機の上に設置した不凍液循環ポンプと連動して発電する。化学反応を行わない効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】 正面図

【図2】 平面図

【図3】 左側断面図

【図4】 右側断面図

【図5】 断面図

【図6】 平面図

【図7】 断面図

【符号の説明】

【0035】

１ 総体正面図
１Ａ 電源コード
１Ｂ 電気出力線（ＯＵＴ）
１Ｃ コンプレサー吸入バルブ
２ 貯蔵システム構造・正面図
２Ａ ＳＷ入力バルブ
２Ｂ 圧力タンク
２Ｃ コンプレサー
２Ｄ 貯蔵構造の低圧パイプ
２Ｅ 圧力タンク安全弁
２Ｆ 圧力タンクからタービン発電機を接続する出力パイプ
２Ｇ コンプレサーから圧力タンクの接続する高圧パイプ
３ 発電システム構造・正面図
３Ａ 電磁弁ＳＷ
３Ｂ タービン発電機
３Ｃ 不凍液循環ポンプ
３Ｄ 低圧出力パイプ
３Ｅ 逆止弁
３Ｆ 膨張放熱タンク
３Ｇ 低圧パイプ
３Ｈ 不凍液循環パイプ
３Ｉ 螺旋式の不凍液循環パイプ
３Ｊ 膨張放熱タンク内の螺旋式の不凍液循環放熱パイプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】