压缩空气储能发电装置的制作方法

本发明涉及压缩空气储能发电装置。

背景技术：

作为使变动的不稳定的发电输出平滑化或平均化的技术，已知有被称作压缩空气储能(caes：compressedairenergystorage)的技术，前述压缩空气储能(caes：compressedairenergystorage)的技术在产生剩余发电电力时，预先借助压缩机等压缩空气来将空气压力作为能量储存，在必要时借助空气涡轮发电机等再次转换成电气。

例如，在专利文献1中，公开了一种压缩气体能量蓄积系统(压缩空气储能发电装置)，前述压缩气体能量蓄积系统(压缩空气储能发电装置)将已借助配置于压缩机的下游的热交换器将热回收的压缩气体蓄积于压缩气体蓄积装置，将从该蓄积装置排出的气体借助前述回收的热来加热，供给至动力发生装置。

专利文献1:日本特表2013-536357号公报。

在专利文献1的方案中，压缩机的压缩气体的热被高温用热交换器和低温用热交换器回收，但在任一情况中都仅是相同压缩气体的热被回收，未考虑来自压缩气体以外的热源的热回收。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够高效率地减少压缩轴动力而减少消耗电力的压缩空气储能发电装置。

本发明提供一种压缩空气储能发电装置，前述压缩空气储能发电装置具备电动机、压缩机、蓄压罐、膨胀机、发电机、冷却水流路、第1热交换部，前述电动机被变动的输入电力驱动，前述压缩机被与前述电动机机械连接，将空气压缩，前述蓄压罐被与前述压缩机流体连接，储存被前述压缩机压缩的空气，前述膨胀机被与前述蓄压罐流体连接，被从前述蓄压罐供给的压缩空气驱动，前述发电机被与前述膨胀机机械连接，前述冷却水流路供给冷却水，前述第1热交换部为，在前述压缩机的壳内设置有前述冷却水流路的一部分，通过进行热交换，前述冷却水流路内的冷却水升温，作为工作流体的空气降温。

根据该方案，在压缩行程中高效率地减少压缩轴动力，能够减少消耗电力。具体地，若使冷却水在壳内流动来在第1热交换部处除去压缩空气的热，则空气的压力上升变慢。因此，能够减少压缩功，能够减少消耗电力。

优选地，前述压缩空气储能发电装置还具备温水取出机构，前述温水取出机构将在前述冷却水流路升温的冷却水作为温水取出。

根据该方案，在第1热交换部处借助从压缩空气回收的压缩热将冷却水流路内的冷却水加热，使其成为温水来取出，所以能够在不需要来自外部的追加电力的情况下提供温水。

优选地，前述压缩空气储能发电装置还具备第1冷却流路、第2热交换部，前述第1冷却流路供用于冷却前述电动机的第1冷却流体在内部流动，前述第2热交换部通过在前述第1冷却流路内升温的前述第1冷却流体和前述冷却水流路内的冷却水进行热交换，使前述冷却水流路内的水升温。

根据该方案，第1冷却流体在第1冷却流路将由电动机产生的摩擦热等回收，借助第2热交换部将冷却水流路内的冷却水加热，所以减少电动机的热损失，能够在系统内有效地利用热。此外，与上述相同地，能够在不需要来自外部的追加电力的情况下提供温水。

优选地，前述压缩空气储能发电装置还具备第2冷却流路、第3热交换部，前述第2冷却流路供用于冷却前述电动机的第2冷却流体在内部流动，前述第3热交换部通过在前述第2冷却流路内升温的前述第2冷却流体和前述冷却水流路内的冷却水进行热交换，使前述冷却水流路内的冷却水升温。

根据该方案，第2冷却流体在第2冷却流路处将由发电机产生的摩擦热等回收，借助第3热交换部将冷却水流路内的冷却水加热，所以减少发电机的热损失，能够在系统内有效地利用热。此外，与上述相同地，能够在不需要来自外部的追加电力的情况下提供温水。

优选地，前述压缩空气储能发电装置还具备第4热交换部、蓄热罐、第5热交换部，前述第4热交换部用于通过由前述压缩机压缩的压缩空气和热媒进行热交换来使热媒升温，前述蓄热罐储存借助前述第4热交换部升温的热媒，前述第5热交换部通过被从前述蓄热罐供给的热媒和被从前述蓄压罐供给的压缩空气进行热交换，使压缩空气升温来供给至前述膨胀机。

根据该方案，在第4热交换部处将由压缩机产生的热回收，在第5热交换部处使热返回至即将借助膨胀机膨胀前的空气，由此能够提高充放电效率。在通常的压缩空气储能发电装置中，由压缩机产生的热被与压缩空气一同向蓄压罐内供给。并且，热被从蓄压罐向大气排出，发生能量损失。为防止该情况发生，在压缩空气被供给至蓄压罐前，预先进行热回收，使被储存于蓄压罐的压缩空气的温度接近大气温度。这样，能够防止由蓄压罐的排热引起的能量损失。

优选地，前述压缩空气储能发电装置还具备第6热交换部，前述第6热交换部通过由前述第5热交换部进行热交换后的热媒和前述冷却水流路内的冷却水进行热交换，使前述冷却水流路内的水升温。

根据该方案，能够将在第5热交换部处未从热媒完全施加至压缩空气的热在第6热交换部处有效地利用。此外，与上述相同地，能够在不需要来自外部的追加电力的情况下提供温水。

优选地，前述第1热交换部、前述第2热交换部、前述第3热交换部、前述第6热交换部在前述冷却水流路上被串联地流体连接，使前述冷却水流路内的水按顺序升温。

根据该方案，在第1至第3及第6热交换部处，为了使前述冷却水流路内的水按照顺序升温，也能够有效地利用低温的热。

优选地，前述压缩空气储能发电装置具备调整在前述冷却水流路内流动的水的流量的流量调整机构，借助前述流量调整机构，能够调整从前述温水取出机构取出的水的流量及温度。

根据该方案，能够借助流量调整机构调整冷却水流路内的水的流量，所以能够从温水取出机构取出所希望的温度及流量的温水。

发明效果

根据本发明，在压缩空气储能发电装置的压缩行程中能够高效率地减少压缩轴动力，能够减少消耗电力。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的压缩空气储能发电装置的概略结构图。

图2a是概念性地表示本发明的第1实施方式的压缩机的纵剖视图。

图2b是概念性地表示本发明的第1实施方式的压缩机的图2a的a-a线的横剖视图。

图3是本发明的第1实施方式的压缩机的pv线图。

图4是本发明的第2实施方式的压缩空气储能发电装置的概略结构图。

图5是本发明的第2实施方式的压缩机的pv线图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

图1表示本发明的第1实施方式的压缩空气储能(caes：compressedairenergystorage)发电装置2的概略结构图。该caes发电装置2在借助发电设备4利用可再生能量发电的情况下，使朝向作为供给目的地的电力系统6的输出变动平均化，并且输出配合电力系统6的需要电力的变动的电力。另外，发电设备4不限于利用可再生能量发电的情况，也可以是工厂设备等自家发电设备。

参照图1说明caes发电装置2的结构。

caes发电装置2具备空气流路、热媒流路、第1及第2冷却流路、以及冷却水流路的大致分为4种的流路。在空气流路上主要设置有压缩机8、蓄压罐10、膨胀机12，这些借助空气配管14、15被流体连接，空气在其内部流动(参照图1的虚线)。在热媒流路上主要设置有第1热交换器(第4热交换部)16、热媒罐18、第2热交换器(第5热交换部)20，这些借助热媒配管22被流体连接，热媒在其内部流动(参照图1的单点划线箭头)。第1及第2冷却流路是用于将caes发电装置2的一部分的结构要素冷却的同时进行热回收的流路。第1及第2冷却流路分别被第1及第2冷却配管26、28流体连接，在其内部，第1及第2冷却流体分别流动(参照图1的实线箭头)。在冷却水流路上，主要设置有供水部30、第1至第4温水热交换部(第1至第3及第6热交换部)32、34、36、38及温水取出机构(温水取出口)40，这些被冷却水配管42流体连接，在其内部，水(温水)流动(参照图1的双点划线箭头)。这里，空气热交换部将作为工作流体的空气包含于热交换对象，温水热交换部是将冷却水流路内的水包含于热交换对象的热交换部。

第1，参照图1对空气流路进行说明。在图中由虚线表示的空气流路借助空气配管14、15将各要素流体连接。被吸入的空气被压缩机8压缩，被储存于蓄压罐10，被供给至膨胀机12，被用于发电机44的发电。

压缩机8具备马达(电动机)46。马达46被机械连接于压缩机8。在发电设备4借助可再生能量产生的电力被供给至马达46(参照图1的粗线箭头)，借助该电力驱动马达46。

压缩机8通过驱动马达46来工作。压缩机8的排出口8b经由第1空气热交换部16穿过空气配管14被与蓄压罐10流体连接。压缩机8若被马达46驱动，则从吸入口8a抽吸空气，压缩，从排出口8b排出，压送被压缩于蓄压罐10的空气。

如图2a及图2b所示，本实施方式的压缩机8是螺杆式的，一组转子8d被能够旋转地配置于壳8c内。在壳8c内设置有冷却水流路的一部分，包围转子8d的周围。如后所述，在冷却水配管42内，流动有用于将作为压缩机8的工作流体的空气冷却的水(冷却水)。在壳8c内的冷却水流路被设置成使冷却水配管42与转子8d的周向连通，但除此之外例如也可以设置成u字形，也可以分成多个的设置多列。

将冷却水流路设置于壳8c内，由此在压缩行程提高作为工作流体的空气的冷却效率，能够高效率地减少压缩轴动力，减少消耗电力。具体地，若使冷却水流至壳8c内来将压缩空气的热除去，则空气的压力上升变慢。因此，能够使压缩功减少，能够减少消耗电力。进而，在压缩机8中，若进行隔热压缩，则压缩空气的温度上升，效率变差，所以理想的是等温压缩。但是，严密的等温压缩较困难，实际上呈等温压缩和隔热压缩的中间的多变变化。在本实施方式中，通过将冷却水流路设置于壳8c内来将压缩空气冷却，使多变变化接近等温变化。此外，壳8c的温度被保持为均匀，所以能够防止由于压缩行程的压缩热而产生的温度差使得壳8c较大歪斜。

在本实施方式中，压缩机8的数量为1台，但不限于此，也可以设置多台压缩机8。此外，压缩机8的种类不限于螺杆式，例如也可以是涡轮式及涡旋式等。优选地可以使用无油式的压缩机8。在无油式的情况下，不发生由于油而引起的温度下降，所以能够使加热温度大幅上升，能够使压缩空气的平均流量的发电输出提高。此外，防止油混入至压缩机8的主体内部、被排出的压缩空气，并且能够避免下游的工艺被油污染的危险性。

蓄压罐10储存被从压缩机8压送的压缩空气。因此，能够对于蓄压罐10作为压缩空气蓄积能量。蓄压罐10经由第2空气热交换部20穿过空气配管15被与膨胀机12流体连接。被蓄压罐10储存的压缩空气被供给至膨胀机12。

膨胀机12具备发电机44。发电机44被与膨胀机12机械连接。被从吸入口12a供给压缩空气的膨胀机12借助被供给的压缩空气工作，驱动发电机44。发电机44被电气连接于外部的电力系统6(参照图1的粗线箭头)，将产生的电力供给至作为供给目的地的电力系统6。此外，由膨胀机12膨胀的空气被从排出口12b向外部排出。

在本实施方式中，膨胀机12的数量为1台，但不限于此，也可以设置多台膨胀机12。此外，膨胀机12的种类没有被特别限定，例如也可以是螺杆式、涡轮式及涡旋式等。

第2，参照图1，对热媒流路进行说明。在图中由单点划线表示的热媒流路构成为借助热媒配管22循环。在热媒流路中，将由压缩机8产生的热在第1空气热交换部16回收至热媒，用蓄热罐18储存已升温的热媒，在第2空气热交换部20，使热返回至由膨胀机12膨胀前的压缩空气。在热媒流路上设置有泵48a，热媒配管22内的热媒借助泵48a循环。热媒的种类不被特别限定，例如也可以使用矿物油、乙二醇系的热媒。

在第1空气热交换部16中，在压缩机8和蓄压罐10之间的空气配管14内的压缩空气与热媒配管22内的热媒之间进行热交换，将由压缩机8的压缩产生的压缩热回收至热媒。即，在第1空气热交换部16，压缩空气的温度下降，热媒的温度上升。这里已升温的热媒穿过热媒配管22被供给至蓄热罐18。

蓄热罐18被与大气隔热，储存借助第1空气热交换部16进行热交换而升温的热媒。被储存的热媒穿过热媒配管22被供给至第2空气热交换部20。

在第2空气热交换部20处，在蓄压罐10和膨胀机12之间的空气配管15内的压缩空气和热媒配管22内的热媒之间进行热交换，在膨胀机12进行的膨胀之前使压缩空气的温度上升。即，在第2空气热交换部20处，压缩空气的温度上升，热媒的温度下降。这里已降温的热媒被供给于热媒回流罐19而被储存。被储存于热媒回流罐19的热媒借助泵48a被供给至第1空气热交换部16，热媒在热媒配管22内循环。

这样，将由压缩机8产生的热回收，使热返回至即将借助膨胀机12膨胀前的空气，由此能够提高充放电效率。在不进行热回收的caes发电装置2中，由压缩机产生的热被与压缩空气一同向蓄压罐10内供给。并且，热从蓄压罐10向大气排出，产生能量损失。为了防止该情况，在压缩空气被供给至蓄压罐10前预先进行热回收，使被储存于蓄压罐10的压缩空气的温度接近大气温度。在本实施方式中，这样来防止蓄压罐10的排热引起的能量损失。

第3，参照图1来分别对第1及第2冷却流路进行说明。在图中由实线表示的第1及第2冷却流路中，分别将马达46及发电机44冷却，回收由它们产生的热。

第1冷却流路构成为借助第1冷却配管26循环，其一部分被设置于马达46相关的轴承8e(参照图2a)、图中未示出的齿轮等驱动部分的附近。在第1冷却配管26内，流动有用于将它们冷却的油(第1冷却流体)。该油在第1冷却配管26内将轴承8e(参照图2a)、图中未示出的齿轮等马达46相关的驱动部分冷却，将由它们产生的摩擦热等回收。本实施方式的第1冷却配管26内的油借助泵48c循环，但也可以不设置泵48c而滞留于第1冷却配管26内。

第2冷却流路构成为借助第2冷却配管28循环，其一部分被设置于发电机44相关的图中未示出的轴承、齿轮等驱动部分的附近。在第2冷却配管28内，流动有用于将它们冷却的油(第2冷却流体)。该油在第2冷却配管28内将发电机44的图中未示出的驱动部分冷却，将由它们产生的摩擦热等回收。本实施方式的第2冷却配管28内的油借助泵48d循环，但也可以不设置泵48d而滞留于第2冷却配管28内。

第4，参照图1，对冷却水流路进行说明。在图中由双点划线表示的冷却水流路由冷却水配管42构成，一端被流体连接于供水部30，另一端被流体连接于温水取出口40。被从供水部30供给的水在冷却水配管42内流动。在冷却水配管42上，从上游侧向下游侧依次设置有第4温水热交换部38、第3温水热交换部36、第2温水热交换部34及第1温水热交换部32。被从供水部30供给至冷却水配管42内的水依次借助第4至第1温水热交换部38、36、34、32来通过热交换而升温，变成温水而被从温水取出口40取出。

在第4温水热交换部38中，在第2空气热交换部20处热交换后的热媒配管22内的热媒和在冷却水配管42内被从供水部30供给的水之间进行热交换，将在第2空气热交换部20处未被完全从热媒施加至压缩空气的热施加至冷却水配管42内的水。即，在第4温水热交换部38中，热媒的温度下降，水的温度上升。

通过设置第4温水热交换部38，能够将在第2空气热交换部20处未被完全从热媒施加至压缩空气的热有效地利用于温水。这里升温的水穿过冷却水配管42被供给至第3温水热交换部36。

在第3温水热交换部36，从发电机44热回收后的第2冷却配管28内的油和在冷却水配管42内被从第4温水热交换部38供给的水之间进行热交换，将从发电机44热回收的热施加至冷却水配管42内的水。即，在第3温水热交换部36，油的温度下降，水的温度上升。

通过设置第3温水热交换部36，第2冷却配管28内的油在第2冷却流路处将由发电机44产生的摩擦热回收，所以减少发电机44处的热损失，能够在系统内为了温水而有效利用热。这里已升温的水穿过冷却水配管42被供给至第2温水热交换部34。

在第2温水热交换部34，从马达46热回收后的第1冷却配管26内的油和在冷却水配管42内从第3温水热交换部36供给的水之间进行热交换，将已从马达46热回收的热施加至冷却水配管42内的水。即，在第2温水热交换部34，油的温度下降，水的温度上升。

通过设置第2温水热交换部34，第1冷却配管26内的油在第1冷却流路将由马达46产生的摩擦热回收，所以减少马达46的热损失，能够在系统内为了温水而有效地利用热。这里已升温的水穿过冷却水配管42被供给至第1温水热交换部32。

在第1温水热交换部32，通过压缩机8的壳8c内的压缩而升温的压缩空气和穿过冷却水配管42被从第2温水热交换部34供给的水之间进行热交换，将从压缩机8热回收的热施加至冷却水配管42内的水。即，在第1温水热交换部32，压缩空气的温度下降，冷却水配管42内的水的温度上升。这里已升温的水穿过冷却水配管42被供给至温水取出口40。

通过设置第1温水热交换部32，能够为了温水而利用从压缩机8的压缩空气回收的热。因此，能够在不需要来自外部的追加电力的情况下提供温水。

这样，在第4至第1温水热交换部38、36、34、32中，使冷却水配管42内的水依次升温，所以也能够有效地利用低温的热。在本实施方式中，相对于冷却水配管42从上游侧向下游侧依次设置有第4温水热交换部38、第3温水热交换部36、第2温水热交换部34及第1温水热交换部32。这是因为设想在本实施方式中，按照第4温水热交换部38、第3温水热交换部36、第2温水热交换部34及第1温水热交换部32的顺序，将从低温至高温的热施加至冷却水配管42内的水。因此，也可以以配置成使冷却水配管42内的水依次升温的方式，根据各热交换部38、36、34、32的热交换温度来改变它们的配置。

在冷却水配管42上，在温水取出口40的上游设置有泵48b及温度传感器50。泵48b被控制装置52控制，能够调整在冷却水配管42内流动的水的量。温度传感器50测定在冷却水配管42内流动的水的温度，向控制装置52输出。本发明的流量调整机构至少具备泵48b、温度传感器50及控制装置52。泵48b及温度传感器50的位置没有被特别限定，可以配置于冷却水流路的任意的位置。

能够借助泵48b调整冷却水配管42内的水的流量，所以能够从温水取出口40取出所希望的温度及流量的温水。

图3是按照压缩机8的冷却度表示的pv线图。纵轴表示压力p，横轴表示体积v。在图表中，从压缩前的状态s1向压缩后的状态s2压缩，表示曲线l1冷却度大、曲线l2冷却度中等、曲线l3冷却度小的情况。在该pv线图中，压缩机8的压缩功与图表中的斜线部分表示的面积对应，冷却度的小一方压缩功变大。即，压缩功按照l3＞l2＞l1的顺序变大。由此可知，通过作为工作流体的空气的冷却，使压缩机8的压缩功量减少，能够减少消耗电力。

(第2实施方式)

图4表示第2实施方式的caes发电装置2的概略结构图。本实施方式的caes发电装置2除了压缩机8、膨胀机12是2级式的、第1热交换部16、第2热交换部20、蓄热罐18有多个以外的结构与图1、图2a及图2b的第1实施方式实质上相同。因此，有省略关于与图1、图2a及图2b所示的结构相同的部分的说明的情况。

参照图5，本实施方式的压缩机8及膨胀机12与第1及第2实施方式不同，是2级式的螺杆式的。此外，蓄热罐18具备高温蓄热罐18a及低温蓄热罐18b，热媒被按照温度不同而被储存在它们中。

压缩机8是具有低压级压缩机主体8f及高压级压缩机主体8g的2级型的螺杆式的。通过使用螺杆式的压缩机8，能够迅速地追随变动的输入，发电输出也能够迅速地改变。压缩机8具备马达46。马达46被机械连接于低压级压缩机主体8f及高压级压缩机主体8g的内部的螺杆8d。若借助来自发电设备4的可再生能量而产生的输入电力被供给至马达46，则借助该电力驱动马达46，螺杆8d旋转，压缩机8工作。压缩机8若被马达46驱动，则低压级压缩机主体8f穿过空气配管14从吸入口8a抽吸空气，压缩，从排出口8i排出，穿过空气配管14将压缩空气压送至高压级压缩机主体8g。高压级压缩机主体8g穿过空气配管14从吸入口8h抽吸空气，压缩，从排出口8b排出，穿过空气配管14将压缩空气压送至蓄压罐10。此外，在本实施方式中，压缩机8的数量为1台，但也可以设置多台。进而压缩机8不限于2级型，还可以是3级型以上。

膨胀机12是具有低压级膨胀机主体12c及高压级膨胀机主体12d的2级型的螺杆式的。通过使用螺杆式的膨胀机12，能够迅速的追随与压缩机8相同地变动的输入，发电输出也能够迅速地改变。膨胀机12具备发电机44。发电机44被与低压级膨胀机主体12c及高压级膨胀机主体12d的内部的螺杆12e机械连接。高压级膨胀机主体12d在吸入口12a穿过空气配管15与蓄压罐10流体连接，被从吸入口12a供给压缩空气。高压级膨胀机主体12d借助被供给的压缩空气工作，驱动发电机44。高压级膨胀机主体12d从排出口12g穿过空气配管15将压缩空气供给至低压级膨胀机主体12c的吸入口12f。低压级膨胀机主体12c相同地借助被供给的压缩空气工作，驱动发电机44。低压级膨胀机主体12c从排出口12b穿过空气配管15向外部排出已膨胀的空气。由发电机44产生的电力被供给至图中未示出的外部的电力系统。此外，在本实施方式中，膨胀机12的数量为1台，但也可以设置多台。进而膨胀机12不限于2级型，也可以是3级型以上。

本实施方式的第1空气热交换部16具备中间冷却器16a和后冷却器16b。中间冷却器16a及后冷却器16b将由压缩机8产生的热回收至热媒。因此，在中间冷却器16a及后冷却器16b中，压缩空气的温度下降，热媒的温度上升。

中间冷却器16a被设置于在空气流路中从低压级压缩机主体8f延伸至高压级压缩机主体8g的空气配管14。此外，被设置于在热媒流路中从热媒回流罐19延伸至低温蓄热罐18b的热媒配管22。因此，中间冷却器16a通过借助低压级压缩机主体8f压缩后的压缩空气和被供给至低温蓄热罐18b的热媒进行热交换，将由低压级压缩机主体8f产生的压缩热回收至热媒。这里已升温的热媒穿过热媒配管22被供给至低温蓄热罐18b。

后冷却器16b被设置于在空气流路中从高压级压缩机主体8g延伸至蓄压罐10的空气配管14。此外，被设置于在热媒流路中从热媒回流罐19延伸至高温蓄热罐18a的热媒配管22。因此，后冷却器16b通过由高压级压缩机主体8g压缩后的压缩空气和被供给至高温蓄热罐18a的热媒进行热交换，将由低压级压缩机主体8f及高压级压缩机主体8g产生的压缩热回收至热媒。这里已升温的热媒穿过热媒配管22被供给至高温蓄热罐18a。

由此，能够将高温的热媒储存于高温蓄热罐18a，将比其温度低的热媒储存于低温蓄热罐18b，即能够按照温度不同地储存热媒。因此，能够借助被以高温和低温储存的热媒将流入至2级型的膨胀机12的压缩空气高效率地加热，能够较高地维持充放电效率。

本实施方式的第2空气热交换部20具备预加热器20a和中间加热器20b。预加热器20a及中间加热器20b将由膨胀机12膨胀前的压缩空气加热。因此，在预加热器20a及中间加热器20b处，压缩空气的温度上升，热媒的温度下降。

预加热器20a被设置于在空气流路处从蓄压罐10延伸至高压级膨胀机主体12d的空气配管15。此外，被设置于在热媒流路处从低温蓄热罐18b延伸至热媒回流罐19的热媒配管22。因此，预加热器20a通过由高压级膨胀机主体12d膨胀前的压缩空气和被从低温蓄热罐18b供给的热媒进行热交换，将高压级膨胀机主体12d处的膨胀前的压缩空气加热。这里已降温的热媒穿过热媒配管22被供给至热媒回流罐19。

中间加热器20b被设置于在空气流路处从高压级膨胀机主体12d延伸至低压级膨胀机主体12c的空气配管15。此外，被设置于在热媒流路处从高温蓄热罐18a延伸至热媒回流罐19的热媒配管22。因此，中间加热器20b通过由低压级膨胀机主体12c膨胀前的压缩空气和被从高温蓄热罐18a供给的热媒进行热交换，将低压级膨胀机主体12c处的膨胀前的压缩空气加热。这里已降温的热媒穿过热媒配管22被供给至热媒回流罐19。

热媒回流罐19储存由第2空气热交换部20(预加热器20a及中间加热器20b)进行热交换而降温的热媒。被储存于热媒回流罐19的热媒穿过热媒配管22分别被供给至第1空气热交换部16(中间冷却器16a及后冷却器16b)。

在本实施方式中，与第1实施方式相同地，冷却水流路由冷却水配管42构成，一端被流体连接于供水部30，另一端被流体连接于温水取出口40。第1至第4温水热交换部32、34、36、38的配置也与第1实施方式相同，但仅第1温水热交换部32的结构与第1实施方式不同。

第1温水热交换部32与第1实施方式不同，将冷却水配管42的水以2级加热。具体地，第1温水热交换部32借助由低压级压缩机主体8f和高压级压缩机主体8g产生的压缩热将冷却水配管42内的水加热。因此，在第1温水热交换部32处，压缩空气的温度下降，冷却水配管42内的水的温度上升。

在低压级压缩机主体8f处，在冷却水流路处从第2温水热交换部34延伸至高压级压缩机主体8g的冷却水配管42的一部分被设置于低压级压缩机主体8f的壳8c内，与第1实施方式相同地包围螺杆8d的周围。因此，借助冷却水配管42内的水和低压级压缩机主体8f的壳8c内的压缩空气进行热交换，将由低压级压缩机主体8f产生的热施加至冷却水配管42内的水。

在高压级压缩机主体8g处，在冷却水流路处从低压级压缩机主体8f延伸至温水取出口40的冷却水配管42的一部分被设置于高压级压缩机主体8g的壳8c内，与第1实施方式相同地包围螺杆8d的周围。因此，借助冷却水配管42内的水和高压级压缩机主体8g的壳8c内的压缩空气进行热交换，将由高压级压缩机主体8g产生的热施加至冷却水配管42内的水。

这样，能够为了使冷却水配管42内的水成为温水而有效地利用从低压级压缩机主体8f及高压级压缩机主体8g的压缩空气回收的压缩热。特别地在如本实施方式那样的2级型的压缩机8的情况下，与低压级压缩机主体8f的压缩空气相比，高压级压缩机主体8g的压缩空气通常为高温。因此，在冷却水流路中将低压级压缩机主体8f设置于高压级压缩机主体8g的上游，由此能够使冷却水配管42内的水按顺序升温，能够有效地利用低压级压缩机主体8f及高压级压缩机主体8g双方的热。

图6是按照2级型的压缩机8的冷却度不同来表示的pv线图。纵轴表示压力p，横轴表示体积v。在图表中，表示从1级压缩前的状态s1向1级压缩后的状态s3压缩、曲线l1冷却度大、曲线l2冷却度中等、曲线l3冷却度小的情况。并且，在2级压缩前从状态s3向状态s4在中间冷却器16a处将压缩空气冷却。进而，从2级压缩前的状态s4向2级压缩后的状态s2压缩。相同地，表示曲线l1冷却度大、曲线l2冷却度中等、曲线l3冷却度小的情况。并且从2级压缩后的状态s2向状态s5在后冷却器16b中冷却压缩空气。在pv线图中，压缩机8的压缩功与由图表中的斜线部分表示的面积对应，所以冷却度较小的一方压缩功变大。即，压缩功按照l3＞l2＞l1的顺序变大。系统的充放电效率提高。由此可知，在2级型的压缩机8中也能够通过作为工作流体的空气的冷却使压缩机8的压缩功量减少，减少消耗电力。

在所有实施方式中，本发明的“变动的输入电力”不限于可再生能量，也可以是使工厂设备的需要电力平滑化或削峰(峰カット)的。

此外，本发明的冷却水能够利用自来水、工业用水、蓄水池、河川的水等，但不限于此，也能够利用在水中包括防锈剂、防冻剂的水。

在上述实施方式中，冷却水流路由冷却水配管42构成，一端被流体连接于供水部30，另一端被流体连接于温水取出口40。因此，在将冷却水作为温水在其他场所利用的情况下，构成为将从温水取出机构(温水取出口)40出来的温水送向其他场所即可。另一方面，在不将冷却水作为温水在其他场所利用的情况下，构成为，作为供水部30设置冷却塔来使从温水取出机构(温水取出口)40出来的温水向冷却塔回流即可。此外，也可以构成为将从温水取出机构(温水取出口)40出来的温水向外部废弃。

附图标记说明

2压缩空气储能发电装置(caes发电装置)

4发电设备

6电力系统(供给目的地)

8压缩机

8a、8h吸入口

8b、8i排出口

8c壳

8d转子(螺杆)

8e轴承

8f低压级压缩机主体

8g高压级压缩机主体

10蓄压罐

12膨胀机

12a、12f吸入口

12b、12g排出口

12c低压级膨胀机主体

12d高压级膨胀机主体

12e转子(螺杆)

14、15空气配管

16第1空气热交换部(第4热交换部)

16a中间冷却器

16b后冷却器

18蓄热罐

18a高温蓄热罐

18b低温蓄热罐

19热媒回流罐

20第2空气热交换部(第5热交换部)

20a预加热器

20b中间加热器

22热媒配管

26第1冷却配管

28第2冷却配管

30供水部

32第1温水热交换部(第1热交换部)

34第2温水热交换部(第2热交换部)

36第3温水热交换部(第3热交换部)

38第4温水热交换部(第6热交换部)

40温水取出机构(温水取出口)

42冷却水配管

44发电机

46马达

48a、48b、48c、48d泵(流量调整机构)

50温度传感器(流量调整机构)

52控制装置(流量调整机构)。