COMPRESSED AIR ENERGY STORAGE SYSTEM UTILIZING TWO-PHASE FLOW TO FACILITATE HEAT EXCHANGE

• Main Authors: POURMOUSA ABKENAR, AMIRHOSSEIN, CRANE, STEPHEN, E, MAHALATKAR, KARTIKEYA, FONG, DANIELLE, A, HOU, YONGXI, BERLIN, EDWIN, P., JR, BOWERS, TODD
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 20.01.2011
• Subjects: AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; APPLYING LIQUIDS OR OTHER FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL; ATOMISING APPARATUS; BLASTING; COMBUSTION ENGINES; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS; ENGINE PLANTS IN GENERAL; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES; GAS-TURBINE PLANTS; HEATING; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS; LIGHTING; MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENTTYPE, e.g. STEAM ENGINES; MECHANICAL ENGINEERING; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOTOTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISEPROVIDED FOR; NOZZLES; OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PERFORMING OPERATIONS; PRODUCING MECHANICAL POWER; SPRAYING APPARATUS; SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; STEAM ACCUMULATORS; STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ENGINES; TRANSPORTING; WEAPONS; WIND, SPRING WEIGHT AND MISCELLANEOUS MOTORS

A compressed-air energy storage system according to embodiments of the present invention comprises a reversible mechanism to compress and expand air, one or more compressed air storage tanks, a control system, one or more heat exchangers, and, in certain embodiments of the invention, a motor-generator. The reversible air compressor-expander uses mechanical power to compress air (when it is acting as a compressor) and converts the energy stored in compressed air to mechanical power (when it is acting as an expander). In certain embodiments, the compressor-expander comprises one or more stages, each stage consisting of pressure vessel (the "pressure cell") partially filled with water or other liquid. In some embodiments, the pressure vessel communicates with one or more cylinder devices to exchange air and liquid with the cylinder chamber(s) thereof. Suitable valving allows air to enter and leave the pressure cell and cylinder device, if present, under electronic control. La présente invention porte sur un système de stockage d'énergie à air comprimé qui selon des modes de réalisation comprend un mécanisme réversible pour comprimer et dilater de l'air, un ou plusieurs réservoirs d'air comprimé, un système de commande, un ou plusieurs échangeurs de chaleur, et, dans certains modes de réalisation de l'invention, un moteur générateur. Le compresseur-détendeur d'air réversible utilise une énergie mécanique pour comprimer l'air (lorsqu'il fonctionne comme compresseur) et convertit l'énergie stockée dans l'air comprimé en énergie mécanique (lorsqu'il fonctionne comme détendeur). Dans certains modes de réalisation, le compresseur-détendeur comprend un ou plusieurs étages, chaque étage étant constitué par un récipient de pression (« cellule de pression ») rempli partiellement d'eau ou d'un autre liquide. Dans certains modes de réalisation, le récipient de pression communique avec un ou plusieurs dispositifs à cylindre pour échanger de l'air et un liquide avec la ou les chambres de cylindre de celui-ci. Une robinetterie appropriée permet à de l'air d'entrer et de quitter la cellule de pression et le dispositif à cylindre, s'il est présent, selon une commande électronique.