[發明專利]用于儲存壓縮氣體的系統及其構造方法

有效

• 申請號: 201780071085.4
• 申請日: 2017-10-29
• 公開（公告）號: CN110099859B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: O·尤格夫
• 申請（專利權）人: 奧格溫德有限公司
• 主分類號: B65G5/00
• 分類號: B65G5/00;F17C5/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 張美芹;王小東

描述了一種用于儲存壓縮氣體的氣體儲存系統以及用于構造該系統的方法。該系統包括具有第一鉆孔部分和第二鉆孔部分的鉆孔。可充氣氣囊布置在第二鉆孔部分內。安裝在可充氣氣囊的頂部上的上支撐構件配置成用于將可充氣氣囊錨固到填充第一鉆孔部分的密封材料。下支撐構件布置在可充氣氣囊的底部。該系統包括用于從氣體壓縮系統填充可充氣氣囊的入口氣體管和用于釋放壓縮氣體的出口氣體管。壓實的填充材料放置在可充氣氣囊、上支撐構件、下支撐構件和第二鉆孔部分的內表面之間形成的間隙內。一個或多個填充材料管沿著鉆孔延伸到間隙，以向間隙提供填充材料。

技術領域

本發明總體涉及一種儲存和利用壓縮流體的系統，更具體地說，涉及這樣一種系統，其中壓縮氣體儲存在地下并且后來用作能量。

背景技術

眾所周知，壓縮氣體可以儲存和用于許多目的。例如，儲存的壓縮氣體可用于玻璃和塑料容器工業中。然而，由于使用壓縮空氣的注塑機的操作性質，玻璃和塑料容器生產設備中的壓縮空氣的消耗是不規則的。每個注射機每隔幾秒就需要一小陣高壓空氣(每次注射一陣)。當幾個這樣的機器布置在生產線中時，空氣消耗曲線是不穩定且不規則的。典型的設備包括壓縮機組，其中電動壓縮機壓縮某種氣體，例如空氣。由于壓縮空氣的不穩定和不規則的消耗曲線，壓縮機的為了供應高壓空氣的操作導致長且經常發生的空閑時間段，因此造成能量浪費。可以通過增加操作壓力來減輕消耗曲線的不規則行為，這也導致能量浪費。因此，使用容納和儲存壓縮空氣的高容量罐可以提供能夠克服上述問題的解決方案。

此外，儲存的壓縮氣體的勢能可用于產生電力。例如，可以從自然能源中收集勢能，所述自然能源是有效取之不盡的并且在世界范圍內以各種形式(例如風能、太陽能、潮汐能和波浪能)可大量獲得。從自然能源獲得的能量可以以壓縮氣體的勢能的形式儲存，以便在功率需求期間根據需要可釋放。因此，需要高壓罐來儲存壓縮氣體。

各種壓縮空氣儲存系統通常已知用于儲存壓縮氣體。例如，氣體儲存罐可以構造在地上、地下和水下。

構建在地上的氣體儲存罐已被證明在需要的體積大時不經濟可行。此外，它們需要高水平的維護，并且必須符合許多安全規定。

在城市地區，通常構建地下壓縮氣體儲存罐，以便有效利用地下建筑所在地區的地面，并保護場地的外觀。

例如，公開號為2010/307147的美國專利申請描述了一種用于儲存能量的系統，其包括埋入的柔性氣囊。氣囊覆蓋著過量填注的土、石頭或任何其它材料。氣囊上方的過量填注物的重量使儲存在氣囊中的流體加壓。當流體填充氣囊時，氣囊會膨脹并頂起過量填注物的質量以抵抗重力。系統將儲存頂起過量填注物所需的能量。當需要時，流體可以從氣囊中釋放，并且氣囊上方的過量填注物的重力將迫使流體離開氣囊并進入連接到氣囊的排出管。釋放后，氣囊的體積減小。

公開號為2013/119327的美國專利申請描述了一種用于儲存由空氣壓縮系統提供的壓縮空氣的壓縮空氣儲存系統。該系統包括：地下壓力罐，其具有布置在地中制成的鉆孔中的腔；以及可充氣氣囊，其布置在腔中，配置成用于儲存壓縮空氣。可充氣氣囊被放置在可充氣氣囊與鉆孔的內表面之間的壓實填充材料包圍。

專利號為5,052,856的美國專利描述了一種用于地下儲存氣體的方法，其中儲存的氣體或頂部氣體與墊層氣體物理分離，以避免兩種氣體的不希望的混合。氣體分離可以通過如下操作來實現：使用柔性膜將地下儲存洞穴分成兩部分，其中柔性膜的周邊附接到洞穴的壁，在洞穴中安裝用墊層氣體充氣的多個氣囊或者在洞穴中安裝用墊層氣體充氣的單個大氣囊。通過將洞穴另外分離成多個部分，可以將多種氣體同時儲存在單個洞穴中。

發明內容

盡管存在用于儲存和利用壓縮氣體的地下系統領域中的現有技術，但是本領域仍需要進一步改進以提供更經濟和低成本的氣體儲存系統及其構造方法。

具有改進的系統和方法也是有利的，該系統和方法可以有效地利用來自風輪機和其它發電系統的可用能量，并將其儲存以供以后使用。