专利名称：一种电能储存及再生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种电能储存及再生装置，尤指一种成本低、建造简易且不限地 点，使电能储存再生符合经济价值，且可大量储存电能及再生的装置。
背景技术：
由于用电量有离峰和高峰的时段，故而在离峰时储存电能，使其于高峰时再生使 用，乃是一项很普遍的需求。目前能大量储存电能的有两种方式，一为压缩空气储能(CAES， compressed air energy storage)，一为才由蓄水；O发电(pumped hydro storage)，其中，前 者虽能量密度大，但能源效率低，再生时一般还需加入燃料加热才能产生电能。后者虽能源 效率可达到约8成，但需一大水库，装设地点受限，不但建设成本高且会破坏生态。是以，基 本上目前世界上还没有一种能无限量具经济性储存电能的好方法。申请人有鉴于此，乃秉 持从事该项业务多年的经验，经不断研究，产生本实用新型，期使电能储存及再生符合经济 价值。
实用新型内容本实用新型的主要目的，即在提供一种电能储存及再生装置，使电能储存及再生 装置的成本降低、建造简易且不限地点，使电能储存再生更符合经济价值。本实用新型的电能储存及再生装置，主要设有一高压容器(容置高压气体及高压 液体的高压气体/液体容器)，于高压容器内注入高压气体，再以泵从另一常压容器的常压 液体(水、盐水或油)打入高压容器内，将电能转换为液体的高压位能储存于高压容器内， 当电能要再生时，则由高压容器下方所设的管道流出高压液体，经涡轮机到常压容器，由涡 轮机转动发电机发电。本实用新型的电能储存及再生装置包括容置高压气体及高压液体的高压容器及 容置有常压液体的常压容器，该高压容器与该常压容器通过液体管路连通，该液体管路内 设有泵，所述泵连接电动机，该高压容器与该常压容器通过涡轮机连通，所述涡轮机连接有 发电机；该常压液体借助所述泵打入该高压容器内形成高压液体，借此将电能转换为液体 的高压位能储存；该高压液体借助所述涡轮机进入该常压容器形成常压液体并带动所述发 电机发电，借此将液体的高压位能转换为电能。其中该常压容器具有一个气体进出口，该气体进出口与该空压机连通。该气体管路内设有调整该高压容器内部压力的气阀，该高压容器内另装置一个能 够溢出溶解气体的超音波振荡器。还具有一个高压液体管路，该高压液体管路一端连通该液体管路，另一端连通该 高压容器顶端，该常压液体经高压液体管路及设于高压液体管路端部的喷洒器注入高压容 器，并与该高压容器内的气体进行热交换。该高压容器设有一个液体流入及一个液体流出的管道，于该两管道分别装置一个控制液体进出的阀门，该两管道分别连通该液体管路。该高压容器表面装置隔热材料。前述的泵与涡轮机可为一体，两者的转向相反，而电动机与发电机为可一体，两者 的转向也为相反。前述的电能储存及再生装置，先在一高压容器内注入高压气体，再以泵从另一常 压容器的常压液体(水、盐水或油)打入高压气体容器内，如此将电能转换为液体的高压位 能储存于容器内，如打入后容器内的压力为300Bar (大气压)，即等于将水抽到3000米高的 水库的位能，其能量密度将远大于目前的抽蓄水力发电厂。前述电能储存及再生装置，当该高压气体不是空气时，溶解于液体的该高压气体 在常压容器溢出后，可以由空压机回收。前述的电能储存及再生装置，其中当泵将液体打入高压容器内时，其高压气体会 因压缩而发热，因此可设计成从容器顶端的喷洒器打入，以冷却高压气体，同时也将热能储 存在液体内，而若热交换不够，则需另加一小泵，将容器下面的液体重新抽到喷洒器喷洒气 体，以尽量缩小气、液的温差。前述的电能储存及再生装置，该高压/液体容器容器上、下方可分别设有供液体 流入、流出的管道，于两管道分别装置一个控制液体进出的阀门，该两管道分别连通高压容 器与常压容器之间的液体管路。前述的电能储存及再生装置，其中当泵注入液体时，因高压容器内的压力会愈来 愈大，因此可加设如自动调整阀门，以供自动渐渐缩小管路通道，降低液体流量，使泵保持 一定的功率。该自动阀门，在液体流出而高压容器的压力渐渐下降时，即自动渐渐打开，使 流量愈来愈大，以让发电机维持恒定的功率输出。前述的电能储存及再生装置，其中的高压容器因承受高压，也可建置在地下，以减 少材料所需的强度，降低造价。并装置隔热材料以减少能量损失。前述的电能储存及再生装置，其中当液体流出时，高压气体会因膨胀而冷却，故由 另外的小泵，将液体抽到喷洒器与气体做热交换，以尽量缩小气、液的温差，同时也是将液 体内的热能转换为气体的压力，再转换为电能。前述的电能储存及再生装置，若所设计的压力很大，超过市面上所能供应的泵/ 涡轮机，则可以多段式，借助两个或多个泵/涡轮机串接而成。前述的电能储存及再生装置，也可不装置气液体的热交换，并在高压容器内放置 一隔热板，使其隔开气液体，且可降低气体溶解于液体，以降低设备成本。前述的电能储存及再生装置，也可以使该气体管路与液体管路直接连通。由于具有上述结构，本实用新型相比现有技术具有如下优点本实用新型由于以高压容器、常压容器，以及电动机/发电机等结构将电能以液 体的高压位能的储存于容器内，不但可大量储存电能及再生，且其成本低、建造简易，不限 地点，使电能储存再生符合经济价值。
图1为本实用新型的结构图；图2为本实用新型的另一实施例结构图。主要元件符号说明[0029]01.地面12.空压机15.高压液体(工作流体)17.常压液体(工作流体)21.泵/涡轮机 22.泵25.超音波振荡器
10.高压气 13.气阀
液体容器11.常压液体容器
14.高压气体 18.空气进出口 20.发电机/电动机 24.导线 32.自动调整阀
16.常压气体 19.隔热材料
轴 承3.
2
泵33、34.阀37.压力表
31.液体管路 35.高压液体管路 38.浮动隔热板
路 36.气体管路 艮 30.喷洒器具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型主要设有一高压气体/液体容器10 (即高压容器)， 其内部置入有高压气体14及高压液体15 (也即工作流体，可为水、盐水或油)；一常压容器 11，使常压气体16可通过空气进出口 18，以永远保持常压气体16为常压(即一个大气压)， 以及与高压液体15相同的常压液体17。本实用新型于操作时，一开始先由空压机12，经由气体管路36将高压气体14注 入高压气体/液体容器10，直至一定的压力时，即开始由导线24输入电能启动电动机/发 电机20，以转动承轴23及泵/涡轮机21，将常压液体17的工作流体经由液体管路31及自 动调整阀32，以及阀33 (此时阀34为关闭状态)、高压液体管路35至喷洒器30，喷入于高 压气体/液体容器10，并与高压气体14做热交换后积存于高压气体/液体容器10，其底 部即为高压液体15的工作流体。当压力表37已达到所设定的气压时，即关闭空压机12及 气阀13，由于每一循环会有一些气体溶于液体中，故需补充气体，于补充时自动开启空压机 12及气阀13。若喷洒的液气交换不够，则开启泵22以补充热交换，俾尽量缩小液气温差。高压 气体/液体容器10也可埋于地面01以下，以节省建置成本，且高压气体/液体容器10可 装置绝缘材料19，以减少能量损失。前述的自动调整阀32，将随着高压气体/液体容器10内的气压渐高而渐渐自动将 通道关小，以使泵21所需的电力维持恒定。当要发电时，即开启阀34，并关闭阀33，高压液 体15即会 动泵/涡轮机21，以反旋转承轴23及发电机/电动机20，也即于导线24产生 电能。工作流体注入储存于常压容器11 (即为常压液体17)。当高压液体15流出时，即同 时启动泵22，将液体喷洒于高压气体14，使其不致因膨胀而冷却。同时开启一超音波振荡 器25，使溶解的气体溢出。当高压液体15渐渐因流出而降低压力，自动调整阀32即渐渐自动开大，以使得发 电机/电动机20输出的电能保持恒定。请参阅图2所示，本实用新型可将装置简单化，不需设热交换，并于高压气体/液 体容器10放置一浮动隔热板38，此浮动隔热板38比液体轻故会随液体面起伏，且可降低高 压气体14的溶解度(solubility)，于本实施例中，自动调整阀32于装置不动时即完全关 闭。另高压气体14若非采用空气，则空气进出口 18可由空压机12抽回，以回收气体。综上所述，本实用新型以高压容器、常压容器，以及电动机/发电机等结构，构成 可大量储存电能及再生的装置，且其成本低、建造简易，不限地点，使电能储存再生符合经 济价值。
权利要求一种电能储存及再生装置，其特征在于包含容置高压气体及高压液体的高压容器及容置有常压液体的常压容器，该高压容器与该常压容器通过液体管路连通，该液体管路内设有泵，所述泵连接电动机，该高压容器与该常压容器通过涡轮机连通，所述涡轮机连接有发电机；该常压液体借助所述泵打入该高压容器内形成高压液体，借此将电能转换为液体的高压位能储存；该高压液体借助所述涡轮机进入该常压容器形成常压液体并带动所述发电机发电，借此将液体的高压位能转换为电能。
2.根据权利要求1所述的电能储存及再生装置，其特征在于该高压容器设有一个气 体管路，该气体管路连接一个用于注入高压气体的空压机。
3.根据权利要求1或2所述的电能储存及再生装置，其特征在于该常压液体为水、盐 水或油。
4.根据权利要求2所述的电能储存及再生装置，其特征在于该常压容器具有一个气 体进出口，该气体进出口与该空压机连通。
5.根据权利要求1或2所述的电能储存及再生装置，其特征在于该泵与涡轮机为一 体设置且两者的转动方向相反，该电动机与发电机为一体设置且两者的转动的方向相反。
6.根据权利要求2所述的电能储存及再生装置，其特征在于该气体管路内设有调整 该高压容器内部压力的气阀，该高压容器内另装置一个能够溢出溶解气体的超音波振荡ο
7.根据权利要求1所述的电能储存及再生装置，其特征在于还具有高压液体管路，该 高压液体管路一端连通该液体管路，另一端连通该高压容器顶端，该常压液体经高压液体 管路及设于高压液体管路端部的喷洒器注入高压容器，并与该高压容器内的气体进行热交 换。
8.根据权利要求7所述的电能储存及再生装置，其特征在于该高压液体管路内另装 置有一个小泵，该高压液体管路内的液体借助该小泵抽至喷洒器与该高压容器内的气体做 热交换。
9.根据权利要求7所述的电能储存及再生装置，其特征在于该高压容器设有一个液 体流入及一个液体流出的管道，于该两管道分别装置一个控制液体进出的阀门，该两管道 分别连通该液体管路。
10.根据权利要求9所述的电能储存及再生装置，其特征在于该液体管路内装置一个 维持电动机/发电机的电功率恒定的自动调节液体流量的调整阀。
11.根据权利要求1或2所述的电能储存及再生装置，其特征在于该高压容器埋于地下。
12.根据权利要求1或2所述的电能储存及再生装置，其特征在于该高压容器表面装 置隔热材料。
13.根据权利要求1或2所述的电能储存及再生装置，其特征在于该高压容器内装置 一块随液面起伏的浮动隔热板。
14.根据权利要求2所述的电能储存及再生装置，其特征在于进入该高压容器的该气 体管路与该液体管路为同一管道。
专利摘要本实用新型公开了一种电能储存及再生装置，主要设有一高压容器一涡轮机、一泵、一电动机及一发电机，于高压容器内注入高压气体，再以泵将另一常压容器的常压液体打入高压容器内，将电能转换为液体的高压位能储存于高压容器内，当电能要再生时，则由高压容器下方所设的管道流出高压液体，经涡轮机到常压容器，由涡轮机转动发电机发电。前述的泵与涡轮机为一体，两者的转向相反，而电动机与发电机为一体，两者的转向也为相反；本实用新型以高压容器、常压容器，以及电动机/发电机等结构将电能以液体的高压位能的储存于容器内，不但可大量储存电能及再生，且其成本低、建造简易，不限地点，使电能储存再生符合经济价值。
文档编号F02G1/044GK201696161SQ20092021760
公开日2011年1月5日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者刘国胜 申请人:赫力股份有限公司