[发明专利]压缩空气储存发电装置

说明书

本发明具备容积型的压缩膨胀兼用机（11）、电动发电兼用机（14）、蓄压部（13），前述容积型的压缩膨胀兼用机（11）具有作为将空气压缩的压缩机的功能及作为使压缩空气膨胀的膨胀机的功能，前述电动发电兼用机（14）与压缩膨胀兼用机（11）机械连接，具有作为驱动压缩膨胀兼用机（11）的电动机的功能及作为被压缩膨胀兼用机（11）驱动的发电机的功能，前述蓄压部（13）与压缩膨胀兼用机（11）流体连接，储存由压缩膨胀兼用机（11）生成的压缩空气。

技术领域

本发明涉及压缩空气储存发电装置。

背景技术

作为用于使变动的不稳定的发电输出平滑化或均衡化的技术之一，已知压缩空气储存(CAES：compressed air energy storage)。在应用该技术的压缩空气储存发电装置中，由发电机发电的电力有剩余的情况下，向电动机供给剩余的电力。并且，用电动机驱动压缩机来生成压缩空气。生成的压缩空气被暂时储存。并且，必要时借助被储存的压缩空气使膨胀机(涡轮)工作来驱动发电机，再转换成电气。

专利文献1中，记载了如下隔热压缩空气储存(ACAES：Adiabatic Compressed AirEnergy Storage)发电装置：储存压缩空气前从压缩空气回收热，将被储存的压缩空气供给至涡轮时再加热。ACAES发电装置将压缩热回收来在发电时使用，所以与通常的CAES发电装置相比发电效率高。之后，不区别ACAES发电装置与CAES发电装置，均简称作CAES发电装置。

专利文献1：日本特表2013-509530号公报。

专利文献1的CAES发电装置的压缩机和膨胀机被各别地构成，所以装置整体大型化，成本高。

发明内容

本发明的目的在于，通过使压缩机和膨胀机一体化来使CAES发电装置小型化且低成本化。

本发明的第1方案提供一种压缩空气储存发电装置，其特征在于，具备容积型的压缩膨胀兼用机、电动发电兼用机、蓄压部，前述容积型的压缩膨胀兼用机具有作为压缩空气的压缩机的功能及作为使压缩空气膨胀的膨胀机的功能，前述电动发电兼用机与前述压缩膨胀兼用机机械连接，具有作为驱动前述压缩膨胀兼用机的电动机的功能及作为被前述压缩膨胀兼用机驱动的发电机的功能，前述蓄压部与前述压缩膨胀兼用机流体连接，储存由前述压缩膨胀兼用机生成的压缩空气。

根据该方案，在压缩空气储存发电装置中，使用将压缩机和膨胀机一体化的压缩膨胀兼用机，所以能够使装置整体小型化。此外，能够减少进行维护的设备，所以能够减少维护成本，能够减少包括配管施工的各种各样的建设工事费，能够减少设置空间。因此，能够低成本化。

也可以是，前述压缩膨胀兼用机具备第1壳、第1旋转轴部件、第1密封部，前述第1壳划定压缩室，设置有第1贯通孔，前述第1旋转轴部件被插通于前述第1贯通孔，前述第1密封部在前述第1贯通孔将前述第1旋转轴部件和前述第1壳的间隙密封，前述第1密封部具备润滑油迷宫密封，前述润滑油迷宫密封以不依赖前述第1旋转轴部件的旋转方向的方式具有旋转轴对称的形状。

根据该方案，在压缩膨胀兼用机中能够抑制存在于压缩室外的润滑油等的空气以外的流体浸入压缩室。在压缩膨胀兼用机中，第1旋转轴部件并非单向旋转而是双向旋转。即，压缩膨胀兼用机作为压缩机发挥功能时第1旋转轴部件旋转的方向和压缩膨胀兼用机作为膨胀机发挥功能时第1旋转轴部件旋转的方向不同，这些功能的切换时第1旋转轴部件反转。因此，压缩膨胀兼用机的轴密封构造需要不依赖旋转方向的设计。若设置依赖旋转方向的螺纹槽式(即螺旋型)的第1密封部，则在第1贯通孔有由于旋转方向而产生从压缩室外朝向压缩室的气流的情况。上述结构中，采用润滑油迷宫密封作为第1密封部，前述润滑油迷宫密封以不依赖第1旋转轴部件的旋转方向的方式具有旋转轴对称的形状，所以能够抑制该气流的产生。