JP3247368U - 折り畳み可能な定圧ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】折り畳み可能な定圧ガス供給装置を提供する。
【解決手段】定圧ガス供給装置１００は、ガス貯蔵タンク１１０と加熱部材とを含み、ガス貯蔵タンクは、形状記憶合金周壁１１１、底壁１１２及びトップカバー１１３を含み、底壁はトップカバーに対向して設置され、トップカバーにガスポート１１３１が設けられており、形状記憶合金周壁は第１の温度より高い環境下で第１の状態を有し、形状記憶合金周壁が第１の状態にあるとき、ガス貯蔵タンクの容積は第１の容積であり、形状記憶合金周壁は第１の温度より低い環境下で第２の状態を有し、形状記憶合金周壁が第２の状態にあるとき、ガス貯蔵タンクの最大容積は第２の容積であり、ここで、第２の容積は第１の容積より大きく、加熱部材はガス貯蔵タンクの外側に配置され、加熱部材は形状記憶合金周壁を加熱するために用いられることができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、エネルギー貯蔵技術分野に関し、特に折り畳み可能な定圧ガス供給装置に関する。

風力発電、太陽光発電などの新エネルギーの変動性と間欠性により、クリーンエネルギーの急速な発展に伴い、大規模エネルギー貯蔵技術の需要が急務である。

従来の折り畳み可能な定圧ガス供給装置は、機械加圧装置を設置し、水中に配置して水圧によって定圧を保持するなどの方式を採用するが、該水中加圧方式は、折り畳み可能な定圧ガス供給装置の応用シナリオを制限する。

上記の技術的問題又は少なくともその一部を解決するために、本考案は、折り畳み可能な定圧ガス供給装置を提供する。

本考案は、折り畳み可能な定圧ガス供給装置を提供し、当該折り畳み可能な定圧ガス供給装置は、形状記憶合金周壁、底壁及びトップカバーを含み、底壁はトップカバーに対向して設置され、トップカバーにガスポートが設けられているガス貯蔵タンクと、ガス貯蔵タンクの外側に配置され、形状記憶合金周壁を加熱する加熱部材と、を含み、形状記憶合金周壁は第１の温度より高い環境下で第１の状態を有し、形状記憶合金周壁が第１の状態にあるとき、ガス貯蔵タンクの容積は第１の容積であり、形状記憶合金周壁は第１の温度よりも低い環境下で第２の状態を有し、形状記憶合金周壁が第２の状態にあるとき、ガス貯蔵タンクの最大容積は第２の容積であり、第２の容積は第１の容積よりも大きくてもよい。

これにより、従来の水中の折り畳み可能な定圧ガス供給装置に比べて、本考案が提供する折り畳み可能な定圧ガス供給装置は、使用環境に対する特別な要求がなく、より多くの応用シナリオに適応することができる。

本考案のいくつかの実施例において、加熱部材は、形状記憶合金周壁の周方向外側に設けられた加熱リングを含む。

本考案のいくつかの実施例において、加熱部材は、形状記憶合金周壁の外側に設置されたレールと、電気制御プーリとをさらに含み、前記レールは、底壁からトップカバーに向かう方向に延び、加熱リングは、電気制御プーリを介してレールに摺動可能に係合される。

本考案のいくつかの実施例において、加熱部材は、一端が加熱リングに接続され、他端が電気制御プーリに接続されたリンクをさらに含む。

本考案のいくつかの実施例において、折り畳み可能な定圧ガス供給装置は、ガスポート側に配置された圧力センサをさらに含む。

本考案のいくつかの実施例において、加熱源と伝熱管とをさらに含み、加熱源と加熱部材は、伝熱管を介して接続される。

本考案のいくつかの実施例において、折り畳み可能な定圧ガス供給装置は、伝熱管に設けられたバルブをさらに含む。

本考案のいくつかの実施例において、折り畳み可能な定圧ガス供給装置は、伝熱管に設けられたポンプをさらに含む。

本考案のいくつかの実施例において、伝熱管は、加熱源内の蓄熱媒体を加熱部材に輸送するための入力管と、加熱部材を通って流れる蓄熱媒体を加熱源に戻すための出力管とを含む。

本考案のいくつかの実施例において、折り畳み可能な定圧ガス供給装置は、電気制御プーリに電気的に接続されたコントローラをさらに含む。

ここでの添付図面は本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成し、本考案に従った本考案の実施形態の実施例を示し、本考案の原理を解釈するために明細書と併せて使用される。

本考案の実施例または従来技術における技術的解決策をより明確に説明するために、以下、実施例または従来技術の説明において使用される必要のある添付図面を簡単に説明するが、明らかに、当業者であれば、創造的な労働をすることなく、これらの添付図面に基づいて他の図面を得ることができる。

本考案のいくつかの実施例によって提供される折り畳み可能な定圧ガス供給装置の概略図である。 図１に示す加熱部材の概略図である。 本考案のいくつかの実施例によって提供されるガス貯蔵タンクの概略図である。 本考案の他のいくつかの実施例によって提供されるガス貯蔵タンクの概略図である。

本考案の実施例の上記の目的、特徴及び利点をより明確に理解するために、以下、本考案の実施例の形態をさらに説明する。なお、本考案の実施例及び実施例における特徴は、矛盾を生じない限り、相互に組み合わせることができる。

本明細書の実施例の説明において、「取り付け」、「連結」、および「接続」という用語は、特に明確な規定および定義がない限り、広く理解されるべきであり、例えば、「接続」は、取り外し可能に接続されていても、取り外し不可能に接続されていてもよく、直接接続されていても、中間媒体を介して間接的に接続されていてもよいことに留意されたい。ここで、「固定接続」とは、互いに接続され、接続後の相対的な位置関係が変わらないことを意味する。さらに、本明細書の実施例で言及される向きの用語、例えば、「内側」、「外側」などは、単に図面の向きを参考しているので、使用される向きの用語は、本考案の実施例をより良く、明確に説明し、理解するためのものであり、言及される装置または要素が特定の向きを持たなければならないこと、特定の向きで構築および動作する必要があることを示唆または示すものではないので、本考案の実施例に対する制限として理解することはできない。

以下の説明において、本考案の実施例の完全な理解を容易にするために、多くの具体的な詳細を説明したが、本考案の実施例は、本明細書に記載されたものと異なる他の方法で実施されてもよく、本明細書の実施例は本考案の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではないことが明らかである。

現在、風力発電、太陽光発電などの新エネルギー源の変動性と間欠性により、クリーンエネルギーの急速な発展に伴い、大規模エネルギー貯蔵技術の需要が急務である。

圧縮ガスのエネルギー貯蔵は、潜在力が大きい大規模エネルギー貯蔵方式であり、現在、コストが高く、効率が低いなどのいくつかの問題に直面している。ガス貯蔵システムのコストは、圧縮ガスエネルギー貯蔵発電所の建設コストの約３０％以上を占め、且つ貯蔵、放出過程におけるガス貯蔵システムの圧力変化の問題があり、非一定圧力のガス貯蔵システムは、圧縮ガスエネルギー貯蔵発電所の効率の向上に有利ではない。よって、折り畳み可能な定圧ガス供給装置は、圧縮ガス貯蔵発電所の建設の鍵となる。

従来技術において、一般に水中の折り畳み可能な定圧ガス供給装置を採用する。具体的に、水中に設置された可撓性エアバッグであって、エアバッグを水中に設置することにより、水の圧力によってエアバッグ内の圧力を一定に保持するが、該方法の適用シナリオは制限され、水中で水圧を利用しなければならず、且つ設備が水中に位置して後期のメンテナンスに不利である。

上記の技術的問題を解決するために、図１～図４を参照すると、本考案は、特に要求されることなく、幅広い応用シナリオを有する折り畳み可能な定圧ガス供給装置１００を提供する。

具体的に、図１および図２を参照すると、折り畳み可能な定圧ガス供給装置１００は、ガス貯蔵タンク１１０と加熱部材とを含んでもよい。ガス貯蔵タンク１１０は、形状記憶合金周壁１１１と、底壁１１２と、トップカバー１１３と、を含んでもよい。形状記憶合金周壁１１１、底壁１１２およびトップカバー１１３は、ガス貯蔵タンク１１０の内部空間を限定し、且つガス貯蔵タンク１１０の内部空間を外部から隔離する。底壁１１２は、トップカバー１１３に対向して配置され、形状記憶合金周壁１１１は、一端が底壁１１２に連結され、他端がトップカバー１１３に連結され、且つ底壁１１２およびトップカバー１１３の周囲に配置されている。トップカバー１１３には、ガス貯蔵タンク１１０が外部にガスの輸送及び入力を行うためのガスポート１１３１が設けられている。

ここで、底壁１１２およびトップカバー１１３の材質は、金属材質、樹脂材質、プラスチック材質、ゴム材質、炭素繊維材質、または複合材料製であってもよく、具体的に、ガス貯蔵タンク１１０内のガスの種類に応じて選択することができる。

ガスポート１１３１は、輸送ポートと入力ポートとを含んでもよく、或いはガスポート１１３１は、輸送ポートとする同時に、入力ポートとしてもよい。輸送ポートは、ガス貯蔵タンク１１０内のガスをガス貯蔵タンク１１０外側の膨張機に輸送して発電機を駆動して発電するためのものであり、入力ポートは、ガス貯蔵タンク１１０外側の圧縮機で圧縮された高圧ガスをガス貯蔵タンク１１０内に輸送するためのものである。

形状記憶合金は、原子配列が規則的であり、体積が０.５％未満となるマルテンサイト変態合金である。このような合金は、外力によって変形し、外力を取り除くと一定の温度条件で元の形状に戻ることができる。

本考案により提供される形状記憶合金周壁１１１は、形状記憶合金材質であり、形状記憶合金周壁１１１は、第１の温度より高い環境下で第１の状態（例えば、図４に示す形状記憶合金周壁１１１が位置する状態）を有し、形状記憶合金周壁１１１が第１の状態にあるとき、ガス貯蔵タンク１１０の容積は第１の容積である。形状記憶合金周壁１１１は、第１の温度より低い環境下で第２の状態を有し、形状記憶合金周壁１１１が第２の状態（例えば、図３に示す形状記憶合金周壁１１１が位置する状態）にあるとき、ガス貯蔵タンク１１０の最大容積は第２の容積である。ここで、第２の容積は、第１の容積より大きい。

具体的に、形状記憶合金周壁１１１は、第１の温度よりも低い環境で延伸または圧縮可能な可塑性を有する。ここで、形状記憶合金周壁１１１は、第１の状態での長さが第２の状態での最大長さよりも小さい。

例えば、図３及び図４を参照すると、形状記憶合金周壁１１１は、波形管構造に形成される。形状記憶合金は、第１の状態にあるとき、山と谷との間の距離が第１の距離であり、第１の距離は、第２の状態にある形状記憶合金周壁１１１の山と谷との間の最大距離よりも大きい。すなわち、形状記憶合金周壁１１１を第１の温度に加熱すると、形状記憶合金周壁１１１が収縮し折り畳まれて、ガス貯蔵タンク１１０の容積が減少される。

加熱部材は、形状記憶合金周壁１１１を加熱するように、ガス貯蔵タンク１１０の外側に位置する。

以上のように、内部にガスが充分に充填されたガス貯蔵タンク１１０例として、次に、ガス貯蔵タンク１１０が外部の膨張機にガスを輸送すると、ガス貯蔵室内のガスが減少し、ガス圧力が低下する。加熱部材が形状記憶合金周壁１１１を加熱すると、ガス貯蔵タンク１１０の容積が小さくなり、さらにガス貯蔵室の内部のガス圧力が変わらないように確保する。外部の圧縮機がガス貯蔵タンク１１０の内部にガスを輸送するとき、加熱部材は動作しなく、形状記憶合金周壁１１１の位置する環境温度が第１の温度より低く、ガスの充填下で、ガス貯蔵タンク１１０の容積が増大し、さらにガス貯蔵タンク１１０の容積が変わらないように確保する。これにより、ガス貯蔵タンク１１０の使用中の圧力が一定であるという効果を確保する。

このように、本願が提供する折り畳み可能な定圧ガス供給装置１００によれば、従来の水中のエアバッグに比べて、使用環境に対する特別な要求がなく、より多くの応用シナリオに適応することができる。

本考案のいくつかの実施例において、図１および図２を参照すると、加熱部材は、形状記憶合金周壁１１１の周方向外側に設けられた加熱リング１４１を含んでもよい。これにより、ガス貯蔵タンク１１０が外部にガスを排出するとき、加熱リング１４１を設けて形状記憶合金周壁１１１の周囲環境を加熱することにより、環境温度が第１の温度を超えると、形状記憶合金周壁１１１が変形して、ガス貯蔵タンク１１０の容積が小さくなり、さらにガス貯蔵タンク１１０内のガス圧を一定に確保する。

本考案のいくつかの実施例において、図１を参照し、図３および図４を参照すると、加熱部材は、形状記憶合金周壁１１１の外側に設置されたレール１４２と、電気制御プーリ１４３とをさらに含んでもよい。レール１４２は、底壁１１２からトップカバー１１３に向かう方向に延び、加熱リング１４１は、電気制御プーリ１４３を介してレール１４２に摺動可能に係合される。

なお、形状記憶合金周壁１１１の容積が変化するので、加熱リング１４１は形状記憶合金周壁１１１の変形に合わせて移動する必要がある。ガス貯蔵タンク１１０の容積を小さくする必要がある場合、この時、加熱リング１４１は形状記憶合金周壁１１１の一部の周方向外側に配置されている。レール１４２と電気制御プーリ１４３とを設置することにより、加熱リング１４１を形状記憶合金周壁１１１の軸方向に摺動させて形状記憶合金周壁１１１の異なる部分を加熱して、加熱される部分と加熱された部分とが第１の状態に戻すことができる。

具体的に、加熱リング１４１の初期位置は底壁１１２（例えば、図３に示す）に近く、ガス貯蔵タンク１１０が外部にガスを排出すると、加熱リング１４１が形状記憶合金周壁１１１を加熱し、形状記憶合金周壁１１１が変形してガス貯蔵タンク１１０の容積が小さくなる。この時、加熱リング１４１がトップカバー１１３（例えば、図４に示す）に向かって移動し、変形された形状記憶合金周壁１１１を加熱し続けて形状記憶合金周壁１１１の一部が第１の状態に戻す。これにより、移動可能な加熱リング１４１を設けて形状記憶合金周壁１１１の変形を制御することにより、ガス貯蔵タンク１１０が異なる体積のガスを排出することを満足する。本考案が提供する折り畳み可能な定圧ガス供給装置１００は、ガス貯蔵タンク１１０内部の一定の圧力を実現することができる。

これにより、レール１４２と電気制御プーリ１４３とを設けることで、加熱リング１４１の移動中の安定性が確保され、加熱リング１４１が揺さぶって形状記憶合金周壁１１１に衝突することが回避される。

本考案のいくつかの実施例において、引き続き図３および図４を参照すると、加熱部材は、一端が加熱リング１４１に接続され、他端が電気制御プーリ１４３に接続されたリンク１４４をさらに含んでもよい。なお、加熱リング１４１は、一般にレール１４２と摺動可能に直接接続することができず、リンク１４４および電気制御プーリ１４３を設けることにより、レール１４２との間の摺動可能な接続が達成される。

本考案のいくつかの実施例において、引き続き図１を参照すると、折り畳み可能な定圧ガス供給装置１００は、ガスポート１１３１側に配置された圧力センサ１５０をさらに含んでもよい。圧力センサ１５０は、ガスポート１１３１からのガス圧力を検出して、ガス貯蔵タンク１１０の容積変化量を決定することにより、形状記憶合金周壁１１１の加熱される長さを決定する。加熱リング１４１によって、当該形状記憶合金周壁１１１の一部を加熱する。

本考案のいくつかの実施例において、引き続き図２を参照すると、折り畳み可能な定圧ガス供給装置１００は、加熱源１６０と伝熱管とをさらに含んでもよい。加熱源１６０と加熱部材は、伝熱管によって接続され、伝熱管は、加熱源１６０内の蓄熱媒体を加熱部材に輸送して、加熱部材を加熱する。

ここで、加熱源１６０は、加熱源１６０内の蓄熱媒体を加熱する加熱管１６１を含んでもよい。加熱管１６１は、電気ヒータ線又は工業廃熱を用いて蓄熱媒体を加熱することができ、蓄熱媒体は、水、伝熱油等であってもよい。

さらに、折り畳み可能な定圧ガス供給装置１００は、伝熱管上に設置されたポンプ１７５をさらに含んでもよい。このポンプ１７５は、蓄熱媒体の移動に動力を供給する。

さらに、折り畳み可能な定圧ガス供給装置１００は、伝熱管上に設置されたバルブをさらに含んでもよい。このバルブを配置することにより伝熱管のオンおよびオフが達成される。

さらに、伝熱管は、加熱源１６０内の蓄熱媒体を加熱部材に輸送するための入力管１７６と、加熱部材を通って流れる蓄熱媒体を加熱源１６０に戻して蓄熱媒体の循環を形成するための出力管１７７とを含んでもよい。

具体的に実施する過程において、バルブは、入力管１７６に配置された第１のバルブ１７１と、出力管１７７に配置された第２のバルブ１７２とを含んでもよい。

本考案のいくつかの実施例において、折り畳み可能な定圧ガス供給装置１００は、コントローラをさらに含んでもよい。当該コントローラは、電気制御プーリ１４３、圧力センサ１５０、および加熱部材にそれぞれ電気的に接続される。具体的に、圧力センサ１５０は、検出されたガスポート１１３１の空気圧をコントローラに伝達し、コントローラは、当該信号に基づいて、電気制御プーリ１４３の移動および停止を指示し、加熱部材の加熱を指示する。

なお、本明細書において、「第１」及び「第２」などの関係用語は、１つのエンティティまたは操作を別のエンティティまたは操作から区別するためにのみ使用され、これらのエンティティまたは操作間のこのような実際の関係または順位を必ずしも要求または示唆するものではない。さらに、「備える」、「含む」という用語、またはその任意の他の変形は、一連の要素を含むプロセス、方法、物品、または装置が、それらの要素だけでなく、明示的に列挙されていない他の要素、またはそのようなプロセス、方法、物品、または装置に固有の要素も含むように、非排他的な包含をカバーすることを意図する。これ以上の制限がない場合、「１つの…を含む」という記述によって定義される要素は、その要素を含むプロセス、方法、物品、または装置中にさらに同じ要素が存在することを排除するものではない。

上記は、本考案の実施例の特定の実施形態にすぎず、当業者が本考案の実施例を理解または実現することを可能にする。これらの実施例の様々な修正は、当業者に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本考案の実施例の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施例で実施することができる。従って、本考案の実施例は、本明細書に記載されたこれらの実施例に限定されるものではなく、本考案の実施例の原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲に適合すべきである。

１００…折り畳み可能な定圧ガス供給装置
１１０…ガス貯蔵タンク
１１１…形状記憶合金周壁
１１２…底壁
１１３…トップカバー
１１３１…ガスポート
１４１…加熱リング
１４２…レール
１４３…電気制御プーリ
１４４…リンク
１５０…圧力センサ
１６０…加熱源
１６１…加熱管
１７１…第１のバルブ
１７２…第２のバルブ
１７５…ポンプ
１７６…入力管
１７７…出力管

Claims (10)

1. 折り畳み可能な定圧ガス供給装置であって、
   形状記憶合金周壁、底壁及びトップカバーを含み、前記底壁は前記トップカバーに対向して設置され、前記トップカバーにガスポートが設けられているガス貯蔵タンクと、
   前記ガス貯蔵タンクの外側に配置され、前記形状記憶合金周壁を加熱する加熱部材と、を含み、
   前記形状記憶合金周壁は第１の温度より高い環境下で第１の状態を有し、前記形状記憶合金周壁が前記第１の状態にあるとき、前記ガス貯蔵タンクの容積は第１の容積であり、
   前記形状記憶合金周壁は前記第１の温度よりも低い環境下で第２の状態を有し、前記形状記憶合金周壁が前記第２の状態にあるとき、前記ガス貯蔵タンクの最大容積は第２の容積であり、
   前記第２の容積は前記第１の容積よりも大きい
   ことを特徴とする折り畳み可能な定圧ガス供給装置。
2. 前記加熱部材は、前記形状記憶合金周壁の周方向外側に設けられた加熱リングを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の折り畳み可能な定圧ガス供給装置。
3. 前記加熱部材は、前記形状記憶合金周壁の外側に設置されたレールと、電気制御プーリとをさらに含み、前記レールは、前記底壁から前記トップカバーに向かう方向に延び、前記加熱リングは、前記電気制御プーリを介して前記レールに摺動可能に係合される
   ことを特徴とする請求項２に記載の折り畳み可能な定圧ガス供給装置。
4. 前記加熱部材は、一端が前記加熱リングに接続され、他端が前記電気制御プーリに接続されたリンクをさらに含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の折り畳み可能な定圧ガス供給装置。
5. 前記ガスポート側に配置された圧力センサをさらに含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の折り畳み可能な定圧ガス供給装置。
6. 加熱源と伝熱管とをさらに含み、前記加熱源と前記加熱部材は、前記伝熱管を介して接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載の折り畳み可能な定圧ガス供給装置。
7. 前記伝熱管に設けられたバルブをさらに含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の折り畳み可能な定圧ガス供給装置。
8. 前記伝熱管に設けられたポンプをさらに含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の折り畳み可能な定圧ガス供給装置。
9. 前記伝熱管は、前記加熱源内の蓄熱媒体を前記加熱部材に輸送するための入力管と、前記加熱部材を通って流れる蓄熱媒体を前記加熱源に戻すための出力管とを含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の折り畳み可能な定圧ガス供給装置。
10. 前記電気制御プーリに電気的に接続されたコントローラをさらに含む
    ことを特徴とする請求項３に記載の折り畳み可能な定圧ガス供給装置。