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公開番号2024132319
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023043063
出願日2023-03-17
発明の名称エネルギ貯蔵システム
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類F04B 41/06 20060101AFI20240920BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】簡易な構成により効率をより向上させたエネルギ貯蔵システムを提供する。
【解決手段】エネルギ貯蔵システムは、蓄圧タンクと、蓄圧タンクに対して連通と遮断とが可能な容器と、容器に圧縮用の液体を供給するポンプ部と、ポンプ部により容器に圧縮用の液体を流入させて容器内の気体を圧縮すると共に圧縮気体を蓄圧タンクに移送する蓄エネルギ動作と、蓄圧タンクに蓄えられた圧縮気体を容器に移送して膨張させることにより容器内の液体を負荷部に供給する放エネルギ動作と、を実行する動作実行部と、システム系外で発生した排熱を用いて放エネルギ動作においてシステム系内の液体または圧縮気体を加熱する排熱供給部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧縮気体を用いてエネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵システムであって、
圧縮気体を貯蔵する蓄圧タンクと、
前記蓄圧タンクに対して連通と遮断とが可能な容器と、
前記容器に圧縮用の液体を供給するポンプ部と、
前記ポンプ部により前記容器に圧縮用の液体を流入させて該容器内の気体を圧縮すると共に圧縮気体を前記蓄圧タンクに移送する蓄エネルギ動作と、前記蓄圧タンクに蓄えられた圧縮気体を前記容器に移送して膨張させることにより該容器内の液体を負荷部に供給する放エネルギ動作と、を実行する動作実行部と、
システム系外で発生した排熱を用いて、前記放エネルギ動作においてシステム系内の液体または圧縮気体を加熱する排熱供給部と、
を備えるエネルギ貯蔵システム。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
請求項１に記載のエネルギ貯蔵システムであって、
前記排熱供給部は、前記排熱と液体とを熱交換する熱交換部と、前記熱交換部を通過した液体を前記容器内に噴射する噴射部と、を有する、
エネルギ貯蔵システム。
【請求項３】
請求項１に記載のエネルギ貯蔵システムであって、
前記排熱供給部は、前記排熱と前記負荷部を通過する液体とを熱交換する熱交換部を有する、
エネルギ貯蔵システム。
【請求項４】
請求項１に記載のエネルギ貯蔵システムであって、
前記排熱供給部は、前記排熱により前記容器を加熱する、
エネルギ貯蔵システム。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項に記載のエネルギ貯蔵システムであって、
前記容器は、前記蓄圧タンクに対してそれぞれ連通と遮断とが可能な第１、第２および第３の容器を有し、
前記蓄エネルギ動作は、前記ポンプ部により前記第１の容器から圧縮用の液体を流出させると共に外部から当該第１の容器内に気体を流入させる吸気行程と、前記ポンプ部により前記第１の容器から流出させた圧縮用の液体を前記第２の容器内に流入させて当該第２の容器内の気体を圧縮する圧縮行程と、前記３の容器内の圧縮気体を前記蓄圧タンクに移送する移送工程と、が各容器で順に生じるように制御する動作であり、
前記放エネルギ動作は、前記蓄圧タンク内の圧縮気体を前記第１の容器に移送する移送行程と、前記第２の容器内の圧縮気体で該第２の容器内の液体を流出させて前記負荷部に供給する膨張行程と、前記負荷部から排出された液体を前記第３の容器内に回収すると共に該第３の容器内の気体を排気する排気行程と、が各容器で順に生じるように制御する動作である、
エネルギ貯蔵システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、エネルギ貯蔵システムについて開示する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、再生可能エネルギによって発電された電力により駆動されるモータと、モータにより駆動され空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機により圧縮された圧縮空気を蓄える蓄圧タンクと、蓄圧タンクから供給される圧縮空気により駆動される膨張機と、膨張機と機械的に接続された発電機と、を備えるＣＡＥＳ発電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、更に、圧縮機から蓄圧タンクに供給される圧縮空気と熱媒との熱交換により圧縮空気を冷却すると共に熱媒を加熱する第１熱交換器と、第１熱交換器で加熱された熱媒を蓄える高温蓄熱タンクと、蓄圧タンクから膨張機に供給される圧縮空気と高温蓄熱タンクから供給される熱媒とで熱交換して圧縮空気を加熱すると共に熱媒を冷却する第２熱交換器と、系外の排熱と系内の流体とで熱交換する第３熱交換器と、を備える。これにより、ＣＡＥＳ発電装置の系内で発生した冷熱を利用して系外の排熱を冷却すると共に、系外の排熱を利用してＣＡＥＳ発電装置の発電効率を向上させることができる、としている。
【０００３】
また、液体ピストンを用いたＣＡＥＳ発電装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、アキュムレータと、第１液体ピストン室と、第２液体ピストン室と、可変油圧モータと、可変油圧ポンプと、可変油圧モータの軸に可変油圧ポンプの主軸を介して接続されたオルタネータと、電磁反転弁と、空気貯蔵室と、第１～第６遮断弁と、流量弁と、を備える。可変油圧モータの入力ポートには、流量弁を介してアキュムレータに接続されると共に、波動エネルギ油圧伝達装置に接続される。アキュムレータは、第１遮断弁を介して第１液体ピストン室に接続され、第２遮断弁を介して第２液体ピストン室に接続される。可変油圧ポンプの出口は、電磁反転弁を介して第１液体ピストン室と第２液体ピストン室とに接続される。第１液体ピストン室と第２液体ピストン室は、それぞれ第３遮断弁、第４遮断弁を介して空気貯蔵室に接続される。第１液体ピストン室と第３遮断弁との間と、第２液体ピストン室と第４遮断弁との間とには、第５遮断弁と第６遮断弁とが直列に接続され、第５遮断弁と第６遮断弁との間には、空気入口が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１７２３３４号公報
中国特許第１０２５０６００４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の装置では、空気の圧縮による発熱と圧縮空気の膨張による冷却、系外の熱利用にそれぞれ熱交換器（第１～第３熱交換器）が必要となり、装置が大型化すると共に複雑化してしまう。特許文献２に記載の装置では、圧縮時の発熱と膨張時の冷却とを液体ピストン室内の液体に吸収することができるが、圧縮動作から膨張動作までに時間がかかると、膨張時の熱付与が困難となり、効率が悪化してしまう。
【０００６】
本開示のエネルギ貯蔵システムは、簡易な構成により効率をより向上させたエネルギ貯蔵システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のエネルギ貯蔵システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本開示のエネルギ貯蔵システムは、
圧縮気体を用いてエネルギを貯蔵するエネルギ貯蔵システムであって、
圧縮気体を貯蔵する蓄圧タンクと、
前記蓄圧タンクに対して連通と遮断とが可能な容器と、
前記容器に圧縮用の液体を供給するポンプ部と、
前記ポンプ部により前記容器に圧縮用の液体を流入させて該容器内の気体を圧縮すると共に圧縮気体を前記蓄圧タンクに移送する蓄エネルギ動作と、前記蓄圧タンクに蓄えられた圧縮気体を前記容器に移送して膨張させることにより該容器内の液体を負荷部に供給する放エネルギ動作と、を実行する動作実行部と、
システム系外で発生した排熱を用いて、前記放エネルギ動作においてシステム系内の液体または圧縮気体を加熱する排熱供給部と、
を備えることを要旨とする。
【０００９】
この本開示のエネルギ貯蔵システムでは、液体をピストン代わりに使用することで、圧縮時の発熱と膨張時の吸熱とを液体で吸収することができ、これらの熱を吸収するための熱交換器を不要とすることができる。加えて、捨てられる排熱を用いて膨張時に熱を付与することで、効率をより向上させることができる。
【００１０】
こうした本開示のエネルギ貯蔵システムにおいて、前記排熱供給部は、前記排熱と液体とを熱交換する熱交換部と、前記熱交換部を通過した液体を前記容器内に噴射する噴射部と、を有してもよい。こうすれば、効率よくシステム系外の熱を付与することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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