特許 5893025 断熱的圧縮エア・エネルギー蓄積方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5893025

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】断熱的圧縮エア・エネルギー蓄積方法

(51)【国際特許分類】

   F02C 6/16 20060101AFI20160310BHJP

   F02G 1/00 20060101ALI20160310BHJP

   F02C 6/00 20060101ALI20160310BHJP

   F01K 3/14 20060101ALI20160310BHJP

【ＦＩ】

   F02C6/16

   F02G1/00

   F02C6/00

   F01K3/14

【請求項の数】18

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-524090(P2013-524090)

(86)(22)【出願日】2011年7月26日

(65)【公表番号】特表2013-536357(P2013-536357A)

(43)【公表日】2013年9月19日

(86)【国際出願番号】US2011045275

(87)【国際公開番号】WO2012021285

(87)【国際公開日】20120216

【審査請求日】2014年5月12日

(31)【優先権主張番号】13/050,781

(32)【優先日】2011年3月17日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/372,252

(32)【優先日】2010年8月10日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】594077596

【氏名又は名称】ドレッサー ランド カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＤＲＥＳＳＥＲ−ＲＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100075199

【弁理士】

【氏名又は名称】土橋 皓

(72)【発明者】

【氏名】キッド，エイチ．アラン

(72)【発明者】

【氏名】ミラー，ハリー エフ．

【審査官】 米澤 篤

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１４８９２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平７−４２５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平６−５０８４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５１１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１３９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−８８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１９６７３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平２−４５６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１５８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−９７２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５０２３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｃ ６／１６

Ｆ０１Ｋ ３／１４

Ｆ０２Ｃ ６／００

Ｆ０２Ｇ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々がプロセスガスを受け入れかつ圧縮プロセスガスを産出するように形成された複数のコンプレッサを含有するコンプレッサ列と、
各々が前記複数のコンプレッサの各コンプレッサと連結されて前記圧縮プロセスガスおよび熱伝導媒体を受け入れかつ冷却されたプロセスガスおよび加熱された熱伝導媒体を産出するように形成された複数の熱伝導装置と、
前記複数の熱伝導装置の１の熱伝導装置と連結して前記熱伝導装置からの前記冷却されたプロセスガスを受け入れてかつ蓄積するように形成された圧縮ガス蓄積装置と、
各々が前記複数の熱伝導装置の各熱伝導装置と連結しかつ前記加熱された熱伝導媒体を受け入れかつ電力を産み出すように形成された複数の廃熱回収装置と、
前記複数の廃熱回収装置の各廃熱回収装置と連結して、前記複数の廃熱回収装置の各廃熱回収装置からの前記電力を受け入れかつ熱を産み出すように形成された電気ヒータと、
前記電気ヒータおよび前記圧縮ガス蓄積装置と連通し、前記電気ヒータによって産み出された前記熱によって加熱され、前記圧縮ガス蓄積装置からの前記冷却されたプロセスガスを受け入れ、前記圧縮ガス蓄積装置からの前記冷却されたプロセスガスを加熱しかつ加熱されたプロセスガスを産出するように形成された集熱体と、
動力発生装置とを有し、
該動力発生装置は、前記集熱体と連結しかつ前記集熱体からの前記加熱されたプロセスガスを受け入れ、前記加熱されたプロセスガスを燃料で燃焼させかつ燃焼したプロセスガスを産出するように形成された燃焼室と、
前記燃焼室と連結され前記燃焼したプロセスガスを受け入れかつ膨張させて機械的エネルギーを産み出すように形成されたエキスパンダと、
前記エキスパンダと連結され前記エキスパンダからの前記機械的エネルギーをパワー出力に変換するように形成された発電機とを有する圧縮エア・エネルギー蓄積システム。

【請求項2】

前記電気ヒータは、前記集熱体に接して及び集熱体の中の内の少なくとも１に配置された請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記電気ヒータと連結しかつ該電気ヒータを駆動するように形成された再生可能エネルギー源をさらに有する請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記電気ヒータと連結しかつ該電気ヒータに追加の電力を届けるように形成されたガス発生装置をさらに有する請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記複数のコンプレッサの少なくとも１つのコンプレッサは超音波コンプレッサである請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

複数のコンプレッサを含有するコンプレッサ列によってプロセスガスを圧縮して圧縮プロセスガスを生成し、
各々が前記複数のコンプレッサの各コンプレッサと連結された複数の熱伝導装置によって、前記圧縮プロセスガスから熱を熱伝導媒体に伝導させて冷却されたプロセスガスおよび加熱された熱伝導媒体を生成し、
前記冷却されたプロセスガスを圧縮ガス蓄積装置に蓄積し、
前記加熱された熱伝導媒体を、各々が前記複数の熱伝導装置の各熱伝導装置と連結した複数の廃熱回収装置に輸送し、
前記複数の廃熱回収装置内に電力を産み出し、
前記複数の廃熱回収装置からの前記電力で電気ヒータを駆動し、
前記電気ヒータによって集熱体を加熱し、
前記冷却されたプロセスガスを前記圧縮ガス蓄積装置から前記集熱体に輸送し、
前記冷却されたプロセスガスを前記集熱体によって加熱して加熱されたプロセスガスを生成し、
前記加熱されたプロセスガスを前記集熱体から動力発生装置の燃焼室に輸送し、
前記燃焼室で前記加熱されたプロセスガスを燃料で燃焼させ、燃焼したプロセスガスを生成し、
前記燃焼したプロセスガスを前記動力発生装置のエキスパンダで膨張させて機械的エネルギーを産み出し、
前記動力発生装置の発電機を用いて前記エキスパンダからの前記機械的エネルギーをパワー出力に変換することを含有する動力発生方法。

【請求項7】

駆動装置によって前記複数のコンプレッサの各コンプレッサを駆動し、
前記複数の廃熱回収装置によって前記駆動装置を駆動する請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記複数のコンプレッサの少なくとも1のコンプレッサを超音波速度で運転することをさらに有する請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記電気ヒータは前記集熱体に接して及び前記集熱体の中の内の少なくとも１に配置された請求項６に記載の方法。

【請求項10】

前記動力発生装置によって前記集熱体を加熱することをさらに有する請求項６に記載の方法。

【請求項11】

前記動力発生装置によって前記集熱体を加熱することは、前記動力発生装置によって前記電気ヒータを駆動することをさらに有し、前記電気ヒータは前記集熱体に接して及び前記集熱体の中の内の少なくとも１に配置されて前記集熱体を加熱する請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

再生可能エネルギー源によって前記集熱体を加熱することをさらに有する請求項６に記載の方法。

【請求項13】

各々が駆動装置と連結しかつ駆動装置によって駆動され、プロセスガスを圧縮するように形成された複数のコンプレッサと、
その第１の熱伝導装置が前記複数のコンプレッサの第１のコンプレッサと連結しかつ前記第１のコンプレッサからの前記プロセスガスを受け入れて熱を前記プロセスガスから第１の熱伝導媒体に伝導するように形成された複数の熱伝導装置と、
その第１の廃熱回収装置が前記第１の熱伝導装置と連結しかつ前記第１の熱伝導装置からの前記第１の熱伝導媒体を受け入れて第１の電力出力を産み出すように形成された複数の廃熱回収装置と、
前記第１の熱伝導装置と連結され、前記第１の熱伝導装置からの前記プロセスガスを受け入れて該プロセスガスを冷却するように形成された処理用冷却器と、
前記処理用冷却器と連結されて前記処理用冷却器からの前記プロセスガスを受け入れて該プロセスガスを蓄積するように形成された圧縮ガス蓄積装置と、
前記第１の廃熱回収装置と連結して前記第１の電力出力を受け入れるように形成された電気ヒータと、
前記電気ヒータおよび前記圧縮ガス蓄積装置と連通して前記電気ヒータによって加熱され、前記圧縮ガス蓄積装置からの前記プロセスガスを受け入れかつ前記圧縮ガス蓄積装置からの前記プロセスガスを加熱するように形成された集熱体と、
動力発生装置とを有し、
該動力発生装置は、前記集熱体と連結しかつ前記集熱体からの前記加熱されたプロセスガスを受け入れ、前記加熱されたプロセスガスを燃料で燃焼させかつ燃焼したプロセスガスを産出するように形成された燃焼室と、
前記燃焼室と連結され前記燃焼したプロセスガスを受け入れかつ膨張させて機械的エネルギーを産み出すように形成されたエキスパンダと、
前記エキスパンダと連結され前記エキスパンダからの前記機械的エネルギーを第２の電力出力に変換するように形成された発電機とを有する圧縮エア・エネルギー蓄積システム。

【請求項14】

前記電気ヒータが前記集熱体に接しておよび前記集熱体の中の内の少なくとも１に配置された請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記複数の熱伝導装置の第２の熱伝導装置は、前記第１の熱伝導装置と前記処理用冷却器との間に挿入され、前記第１の熱伝導装置からの前記プロセスガスを受け入れて前記プロセスガスから第２の熱伝導媒体に熱を伝導するように形成された請求項１３に記載のシステム。

【請求項16】

前記複数の廃熱回収装置の第２の廃熱回収装置は、前記第２の熱伝導装置と連結され前記第２の熱伝導媒体を受け入れて第３の電力出力を発生させるように形成された請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記電気ヒータは、前記第２の廃熱回収装置と連結して前記第３の電力出力を受け入れるように形成された請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記駆動装置は、電気モータを有し、前記電気モータ及び該電気モータと連結された前記複数のコンプレッサの各コンプレッサは、空気遮断封止ケーシング内に配置された請求項１３に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０１０年８月１０日に提出された米国特許出願第６１／３７２,２５２号に対し優先権を主張する。前記先の出願はこれをもって全体として参照により本出願に含まれる。

【背景技術】

【0002】

本開示は、圧縮エア・エネルギー蓄積システムおよび方法（ＣＡＥＳ）に係り、さらに詳細には断熱的圧縮エア・エネルギー蓄積システムおよび方法に関する。

【0003】

消費電力は、ピーク時と閑散時との間で変化することが良くある。例えば、ピーク時は、昼間の８〜１２時であり、閑散時はその日の前記残りの１２〜１６時および／または夜間のことがある。圧縮エア・エネルギー蓄積システムおよび方法はピーク時での使用のために閑散時の間に生成されたエネルギーを蓄積するやり方である。

【0004】

従来の圧縮エア・エネルギー蓄積システムにあっては、電線敷設網からの超過電力はコンプレッサを駆動するための電気モータに供給するために使用される。前記コンプレッサによって圧縮されたガス（通常は大気）は、高圧で空洞内で冷却されかつ蓄積される。ピーク時の間、前記圧縮されたガスが前記空洞から引き出され、加熱され、タービンの全域で前記熱ガスがさらに膨張する燃焼システムに供給される。前記加熱された圧縮ガスからの前記エネルギーが前記タービンを駆動し、該タービンは発電機と連結してそれを駆動する。前記発電機は、前記電線敷設網に再供給される電力を産み出す。「熱交換性のある」圧縮エア・エネルギー蓄積システムとして知られる先行するシステム内にあっては、前記コンプレッサから産出された前記ガスからの前記熱エネルギーは前記システムから伝導されて、追加のエネルギーが前記タービンに供給される前記圧縮ガスを再加熱するために使用される。

【0005】

したがって、より高い効率性および費用削減を提供する改良された圧縮エア・エネルギー蓄積システム及び方法を見出すことが望まれている。

【発明の概要】

【0006】

本開示の実施の形態は、圧縮エア・エネルギー蓄積システムを提供することがある。前記システムは、プロセスガスを受け入れかつ圧縮プロセスガスを産出するように設けたコンプレッサを含有することがある。熱伝導装置が、前記コンプレッサと連結されて前記圧縮プロセスガスおよび熱伝導媒体を受け入れかつ冷却されたプロセスガスおよび加熱された熱伝導媒体を産出するように設けられることがある。圧縮ガス蓄積装置は、前記熱伝導装置と連結して前記冷却されたプロセスガスを受け入れかつ蓄積するように設けられることがある。廃熱回収装置は、前記熱伝導装置と連結しかつ前記加熱された熱伝導媒体を受け入れるように設けられることがある。集熱体が前記廃熱回収装置および前記圧縮ガス蓄積装置と連結されることがあり、前記集熱体は前記廃熱回収装置によって加熱され、前記圧縮ガス蓄積装置からの前記冷却されたプロセスガスを受け入れ、前記冷却されたプロセスガスを加熱しかつ加熱されたプロセスガスを産出するように設けられることがある。
動力発生装置が、前記集熱体と連結して前記加熱されたプロセスガスを受け入れかつパワー出力を産み出すように設けられることがある。

【0007】

本開示の実施の形態は、さらに動力発生方法を提供することもある。前記方法は、コンプレッサによってプロセスガスを圧縮して圧縮プロセスガスを生成することを含むことがある。前記方法は、熱伝導装置によって熱を前記圧縮プロセスガスから熱伝導媒体に伝導させ冷却されたプロセスガスおよび加熱された熱伝導媒体を生成することもある。前記方法は、前記冷却されたプロセスガスを圧縮ガス蓄積装置に蓄積することをさらに含有することもある。前記方法は、前記加熱された熱伝導媒体を廃熱回収装置に輸送することをさらに含有することもある。前記方法は、前記廃熱回収装置によって集熱体を加熱することをさらに含有することもある。前記方法は前記冷却されたプロセスガスを前記圧縮ガス蓄積装置から前記集熱体に輸送することをさらに含有することもある。前記方法は前記冷却されたプロセスガスを前記集熱体によって加熱して加熱されたプロセスガスを生成することをさらに含有することもある。前記方法は、前記加熱されたプロセスガスを前記集熱体から動力発生装置に輸送することをさらに含有することもある。前記方法は動力発生装置によってパワー出力を生成することをさらに含有することもある。

【0008】

本開示の実施の形態は、圧縮エア・エネルギー蓄積システムをさらに提供することがある。コンプレッサは駆動装置と連結しかつ駆動装置によって駆動されることがあり、前記コンプレッサはプロセスガスを圧縮するように設けられることがある。第１の熱伝導装置は、前記コンプレッサと連結しかつ前記コンプレッサからの前記プロセスガスを受け入れて熱を前記プロセスガスから第１の熱伝導媒体に伝導するように設けられることがある。第１の廃熱回収装置は、前記第１の熱伝導装置と連結しかつ前記第１の熱伝導装置からの前記第１の熱伝導媒体を受け入れて第１のパワー出力を産み出すように設けられることがある。処理用冷却器が前記第１の熱伝導装置と連結され、前記第１の熱伝導装置からの前記プロセスガスを受け入れて該プロセスガスを冷却するように設けられることもある。圧縮ガス蓄積装置は前記処理用冷却器と連結されて前記処理用冷却器からのプロセスガスを受け入れて該プロセスガスを蓄積するように設けられることもある。電気ヒータが前記第１の廃熱回収装置と連結して前記第１のパワー出力を受け入れるように設けられることがある。集熱体が前記電気ヒータおよび前記圧縮ガス蓄積装置と連結して前記電気ヒータによって加熱され、前記圧縮ガス蓄積装置からの前記プロセスガスを受け入れかつ前記プロセスガスを加熱するように設けられることもある。動力発生装置が前記集熱体と連結し、前記集熱体からの前記プロセスガスを受け入れて第２のパワー出力を発生するように設けられることがある。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本開示は、添付の図面を用いて読み取る場合には、下記の詳細な説明から最も良く理解される。工業上の通常の慣例にしたがって、種々の構成要素が一定の比率に描かれていない。実際、前記種々の構成要素の前記大きさは、考察の明瞭性のために任意に拡大されまたは縮小されている可能性がある。

【0010】

【図1】は、記述された１または２以上の実施の形態に係る例示的な断熱的圧縮エア・エネルギー蓄積処理システムのブロック図を表す。

【0011】

【図2】は、記述された１または２以上の実施の形態に係る他の例示的な断熱的圧縮エア・エネルギー蓄積処理システムであって、超音波コンプレッサ列のブロック図を表す。

【0012】

【図3】は、記述された１または２以上の実施の形態に係る蓄積された圧縮エア・エネルギーを用いる動力発生方法の流れ図を表す。

【発明の詳細な説明】

【0013】

下記の開示は、本発明の種々の構成要素、構造または機能を実施するためのいくつかの典型的な実施の形態を記述していることが理解されるべきである。構成部分、配列および形状の典型的な実施の形態が下記に説明されて本開示を簡単化している。しかしながら、これらの典型的な実施の形態は、単に、実施例として提供されるものであって、本発明の前記範囲を制限する意図はない。加えて、本開示は、種々の典型的な実施の形態においておよびここに提供された図面に渡って、参照符号および／または文字を繰り返すことがある。この繰り返しは、簡単化及び明瞭化の目的のためであって、それ自体が前記種々の典型的な実施の形態および／または前記種々の図面で考察された構成の間の関係を規定するものではない。さらに、下記の説明内での第２の構成要素上にまたは第２の構成要素上方での第１の構成要素の形成は、前記第１および第２の構成要素が、直接の接触で形成される実施の形態を含有することがあり、かつ、追加の構成要素が、前記第１および第２の構成要素の間に挿入されるように形成され、それによって、前記第１および第２の構成要素が直接的な接触状態にないこともある実施の形態を含有することもある。最後に、下記に提示される前記典型的な実施の形態は、任意の結合方法で結合されることがある。すなわち、１の典型的な実施の形態からの任意の要素が、本開示の範囲を逸脱することなく任意の他の典型的な実施の形態において使用されることがある。

【0014】

加えて、ある種の語句が下記の説明および特許請求の範囲を通して使用されて特定の構成部分を言及している。いわゆる当業者が認めるように、種々の団体が、異なる名称によって同一の構成部分を言及することがあり、そうであるので、ここに記載された前記要素に対する命名の伝統的手法は、ここでそうでないように特に規定しない限りは、本発明の範囲を制限する意図はない。さらに、ここで用いられた前記命名の伝統的手法は、名称において異なるが機能において異ならない構成部分間を識別する意図はない。加えて、下記の考察及び特許請求の範囲において、前記語句「含有すること」および「有すること」は、開放型様式で使用され、したがって、「（それ）を有するが、（それ）に限定されない」ことを意味するように解釈すべきである。本開示での全ての数値は、もしそうでないと特に記述しない限りは、厳密または近似的な値である可能性がある。したがって、本開示の種々の実施の形態は、前記意図した範囲から逸脱することなく、ここに開示された前記数値、値及び範囲から外れることがある。さらに、前記特許請求の範囲または明細書で使用されているように、前記語句「または」は、排他的および包括的な場合の両方を含有するように意図している。すなわち、「ＡまたはＢ」は、そうでないようにここに明示していない限りは、「ＡおよびＢの内の少なくとも１つ」と同義語であることを意図している。

【0015】

図１は、記述された１または２以上の実施の形態に係る例示的な断熱的圧縮エア・エネルギー蓄積処理システム１００のブロック図を表す。前記断熱的圧縮エア・エネルギー蓄積処理システム１００は、プロセスガスを圧縮するように設けられた１または２以上のコンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６を有するコンプレッサ列１０４を含有することがある。少なくとも１の実施の形態では、前記プロセスガスは周囲のエアであることがある。前記コンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６は超音波コンプレッサ、遠心コンプレッサ、軸流コンプレッサ、往復式コンプレッサ、回転ねじ式コンプレッサ、回転翼式コンプレッサ、スクロール・コンプレッサ、またはダイアフラム・コンプレッサ等であることもある。

【0016】

前記コンプレッサ列１０４も、前記コンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６と連結されかつそれらを駆動するように設けられた１または２以上の駆動装置１０５、１２５、１４５、１６５を含有することもある。前記駆動装置１０５、１２５、１４５、１６５は、電気モータ、タービンまたはコンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６を駆動するためのこの分野で公知の任意の他の駆動装置のこともある。４つの駆動装置１０５、１２５、１４５、１６５および４つのコンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６が図１に表されているけれども、駆動装置１０５、１２５、１４５、１６５および／またはコンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６の任意の個数が前記圧縮エア・エネルギー蓄積処理システム１００の前記コンプレッサ列１０４に用いられることがある。

【0017】

少なくとも１の実施の形態にあっては、図示されているように、前記第１の駆動装置１０５は前記第１のコンプレッサ１０６を駆動することができ、前記第２の駆動装置１２５は前記第２のコンプレッサ１２６を駆動することができ、前記第３の駆動装置１４５は前記第３のコンプレッサ1４６を駆動することができ、前記第４の駆動装置１６５は前記第４のコンプレッサ１６６を駆動することができる。少なくとも１の実施の形態にあっては、前記駆動装置１０５、１２５、１４５、１６５およびコンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６の少なくとも１は空気遮断封止ケーシング（図示せず）内に一緒に配置されることがある。例えば、前記駆動装置１０５、１２５、１４５、１６５およびコンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６の少なくとも１は、ニューヨーク州のオウリアンのドレッサーランド社から市場で入手可能なＤＡＴＵＭ（登録商標）遠心コンプッサ装置を含有することが好ましい。他の実施の形態において、前記コンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６の少なくとも１つは、ワシントン州ベルヴューのＲａｍｇｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ合同会社によって開発されたＲａｍｐｒｅｓｓｏｒｓ（登録商標）を含有することが好ましい。

【0018】

閑散時の間、前記コンプレッサ列１０４は前記プロセスガスを圧縮することがあり、該プロセスガスは、圧縮ガス蓄積装置１８５に導入されかつ蓄積されることがある。少なくとも1の実施の形態にあっては、前記圧縮ガス蓄積装置１８５は空洞または容器のことがある。例えば、前記圧縮ガス蓄積装置１８５は、地下空洞、海水に浸る空洞、帯水層空洞、放棄された鉱山、枯渇したガス田、または、水面下もしくは地上に備えられたコンテナ等のことがある。しかしながら、他の圧縮蓄積装置１８５がこの中に意図される。

【0019】

熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５が、コンプレッサ列１０４のコンプレッサおよび／またはステージ１０６、１２６、１４６、１６６の間に配置されることがある。前記熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５は、コイルシステム、円筒多管式システム、直接接触式システム、またはこの分野で公知の他の熱伝導システムを含有することがある。熱伝導媒体は前記熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５を通して流れかつ前記プロセスガスからの熱を吸収することがある。したがって、前記熱伝導媒体は、それが前記熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５に入る時よりもそれが該熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５から出る場合の方がより高い温度を有する。すなわち、熱伝導媒体が加熱され、かつ前記プロセスガスは、それが前記熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５を出る際には、前記熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５に入る際よりも低温をもつ。すなわち、前記プロセスガスは冷却される。前記熱伝導媒体は、水、蒸気、適当な冷媒、ＣＯ２もしくはプロパンのようなプロセスガス、それらの組合せ、または任意の他の適当な熱伝導媒体であることがある。

【0020】

熱伝導装置１０９、１２９、１４９、１６９は、高級熱伝導装置であることがあり、熱伝導装置１１５、１３５、１５５、１７５は、低級熱伝導装置であることがある。各高級熱伝導装置１０９、１２９、１４９、１６９は、１または２以上の低級熱伝導装置１１５、１３５、１５５、１７５の上流側に配置されることがある。したがって、各高級熱伝導装置１０９、１２９、１４９、１６９に導入された前記プロセスガスは各隣接する低級熱伝導装置１１５、１３５、１５５、１７５に導入された前記プロセスガスよりも高温を有することがある。前記設計によると、１または２以上の前記熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５は、前記プロセス流からエネルギーを引き出すことに加えて、前記プロセスの冷却を導入し、それによって前記プロセス流の前記温度を、周囲よりも低い温度に低下させることがある。この構成によって、プロセス冷却器１２１、１４１、１６１、１８１が要求されない。

【0021】

各熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５は、廃熱回収装置（ＷＨＲＵ）１１２、１１８、１３２、１３８、１５２、１５８、１７２、１７８と連結されることがある。前記熱伝導媒体が、熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５を通って流れて加熱された後、それと連結している前記廃熱回収装置１１２、１１８、１３２、１３８、１５２、１５８、１７２、１７８に導入されることがある。前記廃熱回収装置１１２、１１８、１３２、１３８、１５２、１５８、１７２、１７８は各々高圧タービン・エキスパンダのようなタービン（図示せず）および発電機（図示せず）を含有することがある。前記熱伝導媒体は、直接的に前記タービン・エキスパンダを駆動することがありまたは熱エネルギーを他のガスに伝導して前記タービン・エキスパンダを駆動するために使用されることがあり、前記タービン・エキスパンダは前記発電機を駆動して電気力を産み出すことがある。

【0022】

廃熱回収装置１１２、１３２、１５２、１７２は、高級廃熱回収装置であり、廃熱回収装置１１８、１３８、１５８、１７８は、低級廃熱回収装置のことがある。前記高級廃熱回収装置１１２、１３２、１５２、１７２は、前記高級熱伝導装置１０９、１２９，１４９，１６９からの前記熱伝導媒体を受け入れることがあり、かつ前記低級廃熱回収装置１１８，１３８，１５８、１７８は前記低級熱伝導装置１１５、１３５、１５５、１７５からの前記熱伝導媒体を受け入れることがある。少なくとも１の実施の形態にあっては、前記廃熱回収装置１１２、１１８、１３２、１３８、１５２、１５８、１７２、１７８は、前記プロセス流の前記温度および前記廃熱回収装置の設計に依存して、前記システムに導入される前記エネルギーの約10％と約30％の間、約20％と約40％の間、約25％と約50％との間、またはそれ以上を回収することが可能である。回収されたエネルギーの前記量は直接的に前記プロセス流の前記温度に直接的に依存している。少なくとも１の実施の形態にあっては、前記高級廃熱回収装置１１２、１３２、１５２、１７２は、電力の約5MWと約15MWとの間を産み出すことが可能であり、前記低級廃熱回収装置１１８、１３８、１５８、１７８は、約1MWと約5MWとの間を産み出すことができる。例えば、前記高級廃熱回収装置１１２、１３２、１５２、１７２は電力の約8.5ＭＷと約12ＭＷとの間を発生させることができ、前記低級廃熱回収装置１１８、１３８、１５８、１７８は、約2ＭＷと約4ＭＷとの間を産み出すことができる。

【0023】

プロセス冷却器１２１、１４１、１６１、１８１が、前記コンプレッサ列１０４内で、前記コンプレッサ１０６、１２６、１４６、１６６および／またはコンプレッサ・ステージの間に配置されることがある。少なくとも１の実施の形態にあっては、前記プロセス冷却器１２１、１４１、１６１、１８１は、後部冷却器または中間冷却器のことがある。前記プロセス冷却器１２１、１４１、１６１、１８１は、前記熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５によって除去されなかった前記エアから余熱を除去しかつその残留熱を大気に捨てることができる。エネルギー抽出機構が用いられて、周囲よりも低温のその次のステージのコンプレッサにエアを戻すことがある。

【0024】

前記廃熱回収装置１１２、１１８、１３２、１３８、１５２、１５８、１７２、１７８によって発生した前記電力は、集熱体１８８に接してまたは集熱体１８８内に配置された1または2以上の電気ヒータ（１つが示されている）１８９を駆動することがある。したがって、前記コンプレッサ列１０４によって圧縮された前記プロセスガスからの熱エネルギーは、前記集熱体１８８を加熱するために用いられることができる。少なくとも１の実施の形態では、前記集熱体１８８は、固体、液体、熱塩等を含むことがある。例えば、前記集熱体１８８は水、土、練り土、泥、岩、石、コンクリート、または木材を含むこともある。しかしながら、他の材料がこの中に是認される。少なくとも１の実施の形態にあっては、前記集熱体１８８は、人造の絶縁された容器（図示せず）内に配置されることがある。

【0025】

エネルギー源１８７が前記電気ヒータ１８９に供給される前記電力を増大させるために用いられることがある。前記エネルギー源１８７はガス発生装置または電線敷設網のことがある。前記エネルギー源１８７は、風力エネルギー、太陽エネルギー、地熱エネルギー、またはこの分野で公知の任意の他の再生可能エネルギー源のこともある。

【0026】

ピーク時の間、前記圧縮されたプロセスガスは前記圧縮ガス蓄積装置１８５から引き出されて動力発生装置１９２を駆動するために使用されることがある。前記動力発生装置１９２に到達する前に、前記圧縮プロセスガスが前記集熱体１８８に導入されて、前記集熱体１８８からの熱が、前記圧縮プロセスガスに伝導されることがある。少なくとも１の実施の形態にあっては、前記圧縮プロセスガスは前記集熱体１８８に注入された自由流のことがある。

【0027】

前記加熱されたプロセスガスは、前記集熱体１８８から前記動力発生装置１９２に供給されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記動力発生装置１９２は、エキスパンダ１９４および発電機１９５を含有することがある。前記加熱されたプロセスガスは前記エキスパンダ１９４内で膨張させられて機械的動力を産み出して前記発電機１９５を駆動することがある。少なくとも１の実施の形態では、前記集熱体１８８からの前記加熱されたプロセスガスは、燃料と混合されて前記エキスパンダ１９４に入る前に燃焼室１９３で燃焼されることがある。前記燃料は炭化水素供給原料またはこの分野で公知の他の燃料を含むことがある。前記発電機１９５は、ピーク時の間、電力を産み出して前記電線敷設網１０１に供給することがある。少なくとも１の実施の形態では、前記動力発生装置１９２は10ＭＷと170ＭＷの間を産み出すことがある。

【0028】

熱伝導装置１９６は、前記燃焼室１９３、前記エキスパンダ１９４及び前記発電機１９５の内の少なくとも１のからの前記排気ガスから熱エネルギーを回収するように形成されることがある。廃熱回収装置１９７は前記熱伝導装置１９６と連結して電力を産み出すように形成されることがある。前記廃熱回収装置１９７によって産み出された電力は前記電気ヒータ１８９および／または前記駆動装置１０５、１２５、１４５、１６５の少なくとも１に供給されることがある。前記熱伝導装置１９６は任意の熱伝導装置１０９、１１５、１２９、１３５、１４９、１５５、１６９、１７５と同じであることがあり、または異なることもあり、前記廃熱回収装置１９７は前記廃熱回収装置１１２、１１８、１３２、１３８、１５２、１５８、１７２、１７８と同じことがあり、または異なることもある。

【0029】

運転中に、前記プロセスガスは有向経路１０７を通って前記第１のコンプレッサ１０６に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、有向経路１０７に沿って前記プロセスガスは、約10 psiaと約20 psiaとの間の圧力、約40度Ｆと約110度Ｆとの間の温度、約50％と約70％の間の相対湿度（ＲＨ）、および約370 lbs/secと約470 lbs/secとの間の流速を有することがある。他の実施の形態にあっては、前記相対湿度は約0％と約100％との間であり、前記流速は約25 lbs/secと約100 lbs/secとの間であろう。例えば、有向経路１０７に沿って前記プロセスガスは約14.7 psia、約95度Ｆの温度、約60％の相対湿度、約420 lbs/secの流速をもつことがある。前記第１のコンプレッサ１０６は前記プロセスガスを圧縮し、有向経路１０８に沿って前記圧縮プロセスガスを産出することがある。有向経路１０８に沿って前記圧縮プロセスガスは約60 psiaと約90 psiaとの間の圧力、および約350度Ｆと約450度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１０８に沿って前記圧縮プロセスガスは約75 psiaの圧力、および約400度Ｆの温度を有することがある。

【0030】

前記圧縮プロセスガスは有向経路１０８を通って前記第１の熱伝導装置１０９に導入されることがあり、前記熱伝導媒体は、有向経路１１０を通って前記第１の熱伝導装置１０９に導入されることがある。前記熱伝導装置１０９は前記圧縮プロセスガスから熱を前記熱伝導媒体に伝導しかつ該有向経路１１４に沿って前記プロセスガスと有向経路１１１に沿って前記熱伝導媒体を産出する。

【0031】

有向経路１１１に沿った前記熱伝導媒体は、前記第１の廃熱回収装置１１２に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第１の廃熱回装置１１２は前記電気ヒータ１８９を駆動する電力を有向経路１１３に沿って産み出すことがある。他の実施の形態では、前記第１の廃熱回収装置１１２は有向経路１２２を通って前記第１の駆動装置１０５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、前記有向経路１０８に沿って前記圧縮プロセスガスから熱エネルギーが用いられて前記集熱体１８８を加熱しおよび／または前記第１の駆動装置１０５を駆動することがある。

【0032】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路１１４に沿って前記プロセスガスは約50 psiaと約80 psiaとの間の圧力および約300度Ｆと約500度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１１４に沿って前記プロセスガスは約73 psiaの圧力および約250度Ｆの温度を有することがある。前記プロセスガスは有向経路１１４を通って前記第２の熱伝導装置１１５に導入されることがあり、前記熱伝導媒体は有向経路１１６を通って前記第２の熱伝導装置１１５に導入されることがある。前記熱伝導装置は熱を前記プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導して、有向経路１２０に沿って前記プロセスガスおよび有向経路１１７に沿って前記熱伝導媒体を産出する。

【0033】

有向経路１１７に沿って前記熱伝導媒体は前記第２の廃熱回収装置１１８に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第２の廃熱回収装置１１８は、有向経路１１９に沿って前記電気ヒータ１８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態では、前記第２の廃熱回収装置１１８は、有向経路１２３を通って、前記第１の駆動装置１０５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路１１４に沿って前記プロセスガスからの熱エネルギーは前記集熱体１８８を加熱しおよび／または前記第１の駆動装置１０５を駆動するために使用されることがある。

【0034】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路１２０に沿って前記プロセスガスは、約50 psiaと約80 psiaとの間の圧力および約300度Ｆと約500度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１２０に沿って前記プロセスガスは約73 psiaの圧力および150度Ｆの温度を有することがある。有向経路１２０に沿って前記プロセスガスは、前記第１の処理用冷却器１２１に導入されることあり、該冷却器は、前記プロセスガスをさらに冷却しかつ有向経路１２７に沿って前記プロセスガスを産出することがある。少なくとも１の実施の形態において、有向経路１２７に沿って前記プロセスガスは約55 psiaと85 psiaとの間の圧力、および約100度Ｆと約160度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１２７に沿って前記プロセスガスは約70 psiaの圧力および約130度Ｆの温度を有することがある。

【0035】

有向経路１２７に沿って前記プロセスガスは前記第２のコンプレッサ１２６に導入されることがある。前記第２のコンプレッサ１２６は有向経路１２７に沿った前記プロセスガスを圧縮して有向経路１２８に沿って第２の圧縮プロセスガスを産出することがある。少なくとも１の実施の形態において、有向経路１２８に沿った前記第２の圧縮プロセスガスは約200 psiaと約300 psiaとの間の圧力、および約250度Ｆと約350度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１２８に沿って前記第２の圧縮プロセスガスは約250 psiaの圧力および約300度Ｆの温度を有することがある。

【0036】

前記第２の圧縮プロセスガスは有向経路１２８を通って前記第３の熱伝導装置１２９に導入され、前記熱伝導媒体は、有向経路１３０を通って前記第３の熱伝導装置１２９に導入されることがある。前記第３の熱伝導装置１２９は熱を前記第２の圧縮プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導しかつ有向経路１３４に沿った前記プロセスガスと有向経路１３１に沿った前記熱伝導媒体を産出することがある。

【0037】

有向経路１３１に沿って前記熱伝導媒体は、前記第３の廃熱回収装置１３２に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第３の廃熱回収装置１３２は有向経路１３３に沿って前記電気ヒータ１８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態にあっては、前記第３の廃熱回収装置１３２は有向経路１４２を通って前記第２の駆動装置１２５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路１２８に沿って前記第２の圧縮プロセスガスからの熱エネルギーが使用されて前記集熱体１８８を加熱しおよび／または前記第２の駆動装置１２５を駆動することがある。

【0038】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路１３４に沿った前記プロセスガスは約200 psiaと約500 psiaとの間の圧力および約100度Ｆと約300度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１３４に沿った前記プロセスガスは約250 psiaの圧力および約200度Ｆの温度を有することがある。前記プロセスガスは有向経路１３４を通って前記第４の熱伝導装置１３５に導入されることがあり、前記熱伝導媒体は有向経路１３６を通って前記第４の熱伝導装置１３５に導入されることがある。前記第４の熱伝導装置１３５は熱を前記プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導し、有向経路１４０に沿った前記プロセスガスと有向経路１３７に沿った前記熱伝導媒体を産出することがある。

【0039】

有向経路１３７に沿って前記熱伝導媒体は前記第４の廃熱回収装置１３８に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第４の廃熱回収装置１３８は有向経路１３９に沿って前記電気ヒータ１８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態では、前記第４の廃熱回収装置１３８は、有向経路１４３を通って、前記第２の駆動装置１２５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路１３４に沿った前記プロセスガスからの熱エネルギーは前記集熱体１８８を加熱しおよび／または前記第２の駆動装置１２５を駆動するために使用されることがある。

【0040】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路１４０に沿った前記プロセスガスは、約200 psiaと約500 psiaとの間の圧力および約100度Ｆと約300度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１４０に沿った前記プロセスガスは約245 psiaの圧力および125度Ｆの温度を有することがある。有向経路１４０に沿った前記プロセスガスは、前記第２の処理用冷却器１４１に導入されることあり、該冷却器は、前記プロセスガスをさらに冷却しかつ有向経路１４７に沿って前記プロセスガスを産出することがある。少なくとも1の実施の形態において、有向経路１４７に沿った前記プロセスガスは約195 psiaと295 psiaとの間の圧力および約100度Ｆと約160度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１４７に沿った前記プロセスガスは約245psiaの圧力および約130度Ｆの温度を有することがある。有向経路１４７に沿って前記プロセスガスは前記第３のコンプレッサ１４６に導入されることがある。前記第３のコンプレッサ１４６は前記プロセスガスを圧縮して有向経路１４８に沿って第３の圧縮プロセスガスを産出することがある。少なくとも１の実施の形態において、有向経路１４８に沿った前記第３の圧縮プロセスガスは約500 psiaと約600 psiaとの間の圧力および約250度Ｆと約350度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１４８に沿った前記第３の圧縮プロセスガスは約550 psiaの圧力および約300度Ｆの温度を有することがある。

【0041】

前記第３の圧縮プロセスガスは有向経路１４８を通って前記第５の熱伝導装置１４９に導入され、前記熱伝導媒体は、有向経路１５０を通って前記第５の熱伝導装置１４９に導入されることがある。前記第５の熱伝導装置は熱を前記第３の圧縮プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導しかつ有向経路１５４に沿った前記プロセスガスと有向経路１５１に沿った前記熱伝導媒体を産出することがある。

【0042】

有向経路１５１に沿った前記熱伝導媒体は、前記第５の廃熱回収装置１５２に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第５の廃熱回収装置１５２は有向経路１５３に沿って前記電気ヒータ１８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態にあっては、前記第５の廃熱回収装置１５２は有向経路１６２を通って前記第３の駆動装置１４５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路１４８に沿った前記第３の圧縮プロセスガスからの熱エネルギーが使用されて前記集熱体１８８を加熱しおよび／または前記第３の駆動装置１４５を駆動することがある。

【0043】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路１５４に沿った前記プロセスガスは約300 psiaと約600 psiaとの間の圧力および約200度Ｆと約500度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１５４に沿った前記プロセスガスは約545 psiaの圧力および約175度Ｆの温度を有することがある。前記プロセスガスは有向経路１５４を通って前記第６の熱伝導装置１５５に導入されることがあり、前記熱伝導媒体は有向経路１５６を通って前記第６の熱伝導装置１５５に導入されることがある。前記第６の熱伝導装置は熱を前記プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導し、有向経路１６０に沿った前記プロセスガスと有向経路１５７に沿った前記熱伝導媒体を産出することがある。

【0044】

有向経路１５７に沿って前記熱伝導媒体は前記第６の廃熱回収装置１５８に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第６の廃熱回収装置１５８は有向経路１５９に沿って前記電気ヒータ１８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態では、前記第６の廃熱回収装置１５８は、有向経路１６３を通って、前記第３の駆動装置１４５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路１５４に沿って前記プロセスガスからの熱エネルギーが使用されて前記集熱体１８８を加熱しおよび／または前記第３の駆動装置１４５を駆動することがある。

【0045】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路１６０に沿って前記プロセスガスは、約300 psiaと約600 psiaとの間の圧力および約100度Ｆと約200度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１６０に沿って前記プロセスガスは約540 psiaの圧力および100度Ｆの温度を有することがある。有向経路１６０に沿った前記プロセスガスは、前記第３の処理用冷却器１６１に導入されることがあり、該冷却器は、前記プロセスガスをさらに冷却しかつ有向経路１６７に沿って前記プロセスガスを産出することがある。少なくとも1の実施の形態において、有向経路１６７に沿って前記プロセスガスは約495 psiaと595 psiaとの間の圧力および約100度Ｆと約160度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１６７に沿って前記プロセスガスは約545 psiaの圧力および約130度Ｆの温度を有することがある。

【0046】

有向経路１６７に沿って前記プロセスガスは前記第４のコンプレッサ１６６に導入されることがある。前記第４のコンプレッサ１６６は前記プロセスガスを圧縮して有向経路１６８に沿って第４の圧縮プロセスガスを産出することがある。少なくとも１の実施の形態において、有向経路１６８に沿った前記第４の圧縮プロセスガスは約1320 psiaと約1720 psiaとの間の圧力および約250度Ｆと約350度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１６８に沿った前記第４の圧縮プロセスガスは約1520 psiaの圧力および約300度Ｆの温度を有することがある。

【0047】

前記第４の圧縮プロセスガスは有向経路１６８を通って前記第７の熱伝導装置１６９に導入され、前記熱伝導媒体は、有向経路１７０を通って前記第７の熱伝導装置１６９に導入されることがある。前記第７の熱伝導装置１６９は熱を前記第４の圧縮プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導しかつ有向経路１７４に沿った前記プロセスガスと有向経路１７１に沿った前記熱伝導媒体を産出することがある。

【0048】

有向経路１７１に沿って前記熱伝導媒体は、前記第７の廃熱回収装置１７２に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第７の廃熱回収装置１７２は有向経路１７３に沿って前記電気ヒータ１８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態にあっては、前記第７の廃熱回収装置１７２は有向経路１８２を通って前記第４の駆動装置１６５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路１６８に沿って前記第４の圧縮プロセスガスからの熱エネルギーは前記集熱体１８８を加熱しおよび／または前記第４の駆動装置１６５を駆動するために使用されることがある。

【0049】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路１７４に沿った前記プロセスガスは約1250 psiaと約1800 psiaとの間の圧力および約200度Ｆと約300度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１７４に沿った前記プロセスガスは約1515 psiaの圧力および約185度Ｆの温度を有することがある。前記プロセスガスは有向経路１７４を通って前記第８の熱伝導装置１７５に導入されることがあり、前記熱伝導媒体は有向経路１７６を通って前記第８の熱伝導装置１７５に導入されることがある。前記第８の熱伝導装置は熱を前記プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導し、有向経路１８０に沿った前記プロセスガスと有向経路１７７に沿った前記熱伝導媒体を産出することがある。

【0050】

有向経路１７７に沿って前記熱伝導媒体は前記第８の廃熱回収装置１７８に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第８の廃熱回収装置１７８は有向経路１７９で前記電気ヒータ１８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態では、前記第８の廃熱回収装置１７８は、有向経路１８３を通って、前記第４の駆動装置１６５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路１７４に沿って前記プロセスガスからの熱エネルギーは前記集熱体１８８を加熱しおよび／または前記第４の駆動装置１６５を駆動するために使用されることがある。

【0051】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路１８０に沿った前記プロセスガスは、約1250 psiaと約1800 psiaとの間の圧力および約100度Ｆと約200度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１８０に沿った前記プロセスガスは約1510 psiaの圧力および120度Ｆの温度を有することがある。有向経路１８０に沿って前記プロセスガスは、前記第４の処理用冷却器１８１に導入されることがあり、該冷却器は、前記プロセスガスをさらに冷却しかつ有向経路１８４に沿って前記プロセスガスを産出することがある。少なくとも1の実施の形態において、有向経路１８４に沿って前記プロセスガスは約1300 psiaと1700 psiaとの間の圧力および約70度Ｆと約100度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路１８４に沿って前記プロセスガスは約1500 psiaの圧力および約85度Ｆの温度を有することがある。

【0052】

閑散時の間、有向経路１８４に沿って前記プロセスガスは、前記圧縮ガス蓄積装置１８５に導入されかつ蓄積されることがある。ピーク時の間には、前記プロセスガスは前記圧縮ガス蓄積装置１８５から引き出されて、前記動力発生装置１９２を駆動するために使用されることがある。前記動力発生装置１９２に導入される前に、前記プロセスガスは、有向経路１８６を通って前記集熱体に導入されることがある。前記集熱体は熱を前記プロセスガスに伝導することがある。前記集熱体１８８は前記圧縮プロセスガスを約600度Ｆと約1400度Ｆとの間の温度にまで加熱することがある。例えば、前記集熱体１８８は前記圧縮プロセスガスを約800度Ｆと約1000度Ｆとの間の温度にまで加熱することがある。

【0053】

前記プロセスガスは前記集熱体１８８から前記動力発生装置１９２まで有向経路１９０を通って輸送されることがある。前記プロセスガスは前記エキスパンダ１９４内で膨張して機械的動力を産み出して前記発電機１９５を駆動することがある。少なくとも１の実施の形態では、前記プロセスガスは、前記エキスパンダ１９４に導入される前に、燃料と混合されて燃焼室１９３内で燃焼される。前記発電機１９５は電力を産み出してピーク時の間に前記電線敷設網１０１に供給することがある。少なくとも１の実施の形態では前記発電機１９５によって生み出された前記電力の少なくとも一部は、有向経路１９１を通って前記電気ヒータ１８９に導入されることがある。

【0054】

図２は、記述された１または２以上の実施の形態に係る例示的な断熱的圧縮エア・エネルギー蓄積処理システム２００であって超音波コンプレッサ列２０４を含有するブロック図を表す。少なくとも１の実施の形態において、図２のコンプレッサ２０６、２２６は超音波コンプレッサであることがある点を除いて、図２の前記構成部分は、図１内の対応する構成部分と実質的に同一である。前記超音波コンプレッサ列２０４内の前記超音波コンプレッサ２０６、２２６は、亜音速のコンプレッサ列１０４よりもより少ないコンプレッサによって望む温度及び圧力を達成することがある（図１を参照のこと）。少なくとも１の実施の形態において、前記超音波コンプレッサ２０６、２２６はワシントン州ベルヴューのＲａｍｇｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ合同会社によって開発されたＲａｍｐｒｅｓｓｏｒｓ（登録商標）であることが好ましい。少なくとも１の実施の形態では、前記第１のコンプレッサ２０６は、約60インチのホイールを持つ超音波コンプレッサのことがあり、前記第２のコンプレッサは、約34インチのホイールをもつ超音波コンプレッサのことがある。任意の個数の超音波コンプレッサ２０６、２２６が、前記超音波コンプレッサ列２０４に使用されることがある。

【0055】

前記超音波コンプレッサ２０６、２２６は駆動装置２０５、２２５によって駆動されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第１の駆動装置２０５は約71 MWの電気モータであり、前記第２の駆動装置２２５は約69 MWの電気モータのことがある。しかしながら、他のモータのサイズがここでは是認されている。

【0056】

運転中に、前記プロセスガスは有向経路２０７を通って前記第１の超音波コンプレッサ２０６に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、有向経路２０７に沿って前記プロセスガスは、約10 psiaと約20 psiaとの間の圧力、約80度Ｆと約110度Ｆとの間の温度、約50％と約70％の間の相対湿度（ＲＨ）、および約370 lbs/secと約470 lbs/secとの間の流速を有することがある。例えば、有向経路２０７に沿って前記プロセスガスは約14.7psiaの圧力、約95度Fの温度、約60％の相対湿度、および約420 lbs/secの流速をもつことがある。前記第１の超音波コンプレッサ２０６は前記プロセスガスを圧縮し、有向経路２０８に沿って前記圧縮プロセスガスを産出することがある。少なくとも１の実施の形態にあっては、有向経路２０８に沿って前記第１の圧縮プロセスガスは約100 psiaと約200 psiaとの間の圧力、および、約600度Ｆと約800度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路２０８に沿って前記第１の圧縮プロセスガスは約152.5 psiaの圧力、および約700度Ｆの温度を有することがある。

【0057】

前記第１の圧縮プロセスガスは有向経路２０８を通って前記第１の熱伝導装置２０９に導入されることがあり、前記熱伝導媒体は、有向経路２１０を通って前記第１の熱伝導装置２０９に導入されることがある。前記第１の熱伝導装置２０９は前記第１の圧縮プロセスガスから熱を前記熱伝導媒体に伝導しかつ該有向経路２１４に沿った前記プロセスガスと有向経路２１１に沿った前記熱伝導媒体を産出する。

【0058】

有向経路２１１に沿って前記熱伝導媒体は、前記第１の廃熱回収装置２１２に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第１の廃熱回収装置２１２は前記電気ヒータ２８９を駆動する電力を有向経路２１３に沿って産み出すことがある。他の実施の形態では、前記第１の廃熱回収装置２１２は有向経路２２２を通って前記第１の駆動装置２０５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、前記有向経路２０８に沿った前記第１の圧縮プロセスガスから熱エネルギーが用いられて前記集熱体２８８を加熱しおよび／または前記第１の駆動装置２０５を駆動することがある。

【0059】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路２１４に沿って前記プロセスガスは約120 psiaと約220 psiaとの間の圧力および約160度Ｆと約360度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路２１４に沿って前記プロセスガスは約170 psiaの圧力、および約260度Ｆの温度を有することがある。前記プロセスガスは有向経路２１４を通って前記第２の熱伝導装置２１５に導入されることがあり、前記熱伝導媒体は有向経路２１６を通って前記第２の熱伝導装置２１５に導入されることがある。前記第２の熱伝導装置２１５は熱を前記プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導して、有向経路２２０に沿った前記プロセスガスおよび有向経路２１７に沿った前記熱伝導媒体を産出する。

【0060】

有向経路２１７に沿って前記熱伝導媒体は前記第２の廃熱回収装置２１８に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第２の廃熱回収装置２１８は、有向経路２１９に沿って前記電気ヒータ２８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態では、前記第２の廃熱回収装置２１８は、有向経路２２３を通って、前記第１の駆動装置２０５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路２１４に沿って前記プロセスガスからの熱エネルギーは前記集熱体２８８を加熱しおよび／または前記第１の駆動装置２０５を駆動するために使用されることがある。

【0061】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路２２０に沿った前記プロセスガスは、約110 psiaと約180 psiaとの間の圧力および約100度Ｆと約250度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路２２０に沿った前記プロセスガスは約145 psiaの圧力および120度Ｆの温度を有することがある。有向経路２２０に沿って前記ガスは、第１の処理用冷却器２２１に導入されることがあり、該冷却器は、前記プロセスガスをさらに冷却しかつ有向経路２２７に沿って前記プロセスガスを産出することがある。少なくとも1の実施の形態において、有向経路２２７に沿った前記プロセスガスは約100 psiaと200 psiaとの間の圧力、および約50度Ｆと約130度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、前記冷却された第１のプロセスガスは約149 psiaの圧力および約93度Ｆの温度を有することがある。

【0062】

有向経路２２７に沿った前記プロセスガスは前記第２の超音波コンプレッサ２２６に導入されることがある。前記第２の超音波コンプレッサ２２６は前記プロセスガスを圧縮して有向経路２２８に沿って第２の圧縮プロセスガスを産出することがある。少なくとも１の実施の形態において、有向経路２２８に沿った前記第２の圧縮プロセスガスは約1325 psiaと約1725 psiaとの間の圧力および約600度Ｆと約800度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路２２８に沿った前記第２の圧縮プロセスガスは約1525 psiaの圧力および約699度Ｆの温度を有することがある。

【0063】

前記第２の圧縮プロセスガスは有向経路２２８を通って前記第３の熱伝導装置２２９に導入され、前記熱伝導媒体は、有向経路２３０を通って前記第３の熱伝導装置２２９に導入されることがある。前記第３の熱伝導装置は熱を前記第２の圧縮プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導しかつ有向経路２３４に沿った前記プロセスガスと有向経路２３１に沿った前記熱伝導媒体を産出することがある。

【0064】

有向経路２３１に沿った前記熱伝導媒体は、前記第３の廃熱回収装置２３２に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第３の廃熱回収装置２３２は有向経路２３３に沿って前記電気ヒータ２８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態にあっては、前記第３の廃熱回収装置２３２は有向経路２４２を通って前記第２の駆動装置２２５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路２２８に沿った前記第２の圧縮プロセスガスからの熱エネルギーは前記集熱体２８８を加熱しおよび／または前記第２の駆動装置２２５を駆動するために使用されることがある。

【0065】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路２３４に沿った前記プロセスガスは約1250 psiaと約1800 psiaとの間の圧力および約160度Ｆと約360度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路２３４に沿った前記プロセスガスは約1520 psiaの圧力および約260度Ｆの温度を有することがある。前記プロセスガスは有向経路２３４を通って前記第４の熱伝導装置２３５に導入されることがあり、前記熱伝導媒体は有向経路２３６を通って前記第４の熱伝導装置２３５に導入されることがある。前記第４の熱伝導装置は熱を前記プロセスガスから前記熱伝導媒体に伝導し、有向経路２４０に沿った前記プロセスガスと有向経路２３７に沿った前記熱伝導媒体を産出することがある。

【0066】

有向経路２３７に沿った前記熱伝導媒体は前記第４の廃熱回収装置２３８に導入されることがある。少なくとも１の実施の形態では、前記第４の廃熱回収装置２３８は有向経路２３９に沿って前記電気ヒータ２８９を駆動する電力を産み出すことがある。他の実施の形態では、前記第４の廃熱回収装置２３８は、有向経路２４３を通って、前記第２の駆動装置２２５に供給される電力を産み出すことがある。したがって、有向経路２３４に沿った前記プロセスガスからの熱エネルギーは前記集熱体２８８を加熱しおよび／または前記第２の駆動装置２２５を駆動するために使用されることがある。

【0067】

少なくとも１の実施の形態において、有向経路２４０に沿った前記プロセスガスは、約1250 psiaと約1800 psiaとの間の圧力および約160度Ｆと約360度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路２４０に沿った前記プロセスガスは約1515 psiaの圧力および120度Ｆの温度を有することがある。有向経路２４０に沿った前記プロセスガスは、前記第２の処理用冷却器２４１に導入されることがあり、該冷却器は前記プロセスガスをさらに冷却して有向経路２８４に沿って前記プロセスガスを産出することがある。少なくとも１の実施の形態において、有向経路２８４に沿った前記プロセスガスは約1300 psiaと約1700 psiaとの間の圧力および約70度Ｆと約100度Ｆとの間の温度を有することがある。例えば、有向経路２８４に沿った前記プロセスガスは約1500 psiaの圧力および約85度Ｆの温度を有することがある。

【0068】

閑散時の間、有向経路２８４に沿った前記プロセスガスは、前記圧縮ガス蓄積装置２８５に導入されかつ蓄積されることがある。ピーク時の間には、前記プロセスガスは前記圧縮ガス蓄積装置２８５から引き出されて、前記動力発生装置２９２を駆動するために使用されることがある。前記動力発生装置２９２に導入される前に、前記プロセスガスは、有向経路２８６を通って前記集熱体２８８に導入されることがある。前記集熱体２８８は有向経路２８６に沿った前記プロセスガスを加熱することがある。少なくとも１の実施の形態にあっては、集熱体２８８は有向経路２８６に沿った前記プロセスガスを約800度Ｆと約1400度Ｆとの間の温度にまで加熱することがある。例えば、前記集熱体２８８は前記プロセスガスを約800度Ｆと約1000度Ｆとの間の温度にまで加熱することがある。

【0069】

前記プロセスガスは前記集熱体２８８から前記動力発生装置２９２まで有向経路２９０を通って輸送されることがある。有向経路２９０に沿った前記プロセスガスは前記エキスパンダ２９４を駆動することがある。少なくとも１の実施の形態では、有向経路２９０に沿った前記プロセスガスは前記エキスパンダ２９４に導入される前に、燃料と混合されて燃焼室２９３内で燃焼されることがある。前記エキスパンダ２９４は前記発電機２９５を駆動することがあり、前記発電機２９５はピーク時の間に電力を産み出して電線敷設網２０１に供給することがある。少なくとも１の実施の形態では、前記発電機２９５によって産み出された電力の少なくとも一部は有向経路２９１を通って前記電気ヒータ２８９に導入されることがある。

【0070】

熱伝導装置２９６は前記燃焼室２９３、前記エキスパンダ２９４及び前記発電機２９５の少なくとも１からの前記排気ガスから熱エネルギーを回収するように形成されていることがある。廃熱回収装置２９７は前記熱伝導装置２９６と連結して電力を産み出すように形成されることがある。前記廃熱回収装置２９７によって産み出された電力は前記電気ヒータ２８９および／または前記駆動装置２０５、２２５の少なくとも１に供給されることがある。

【0071】

図３は、蓄積された圧縮エア・エネルギーを用いて電力を産み出す例示的な方法３００の流れ図を示す。該方法３００は、ステップ３０２に示すように、コンプレッサによってプロセスガスを圧縮して圧縮プロセスガスを産み出すことを含有する。該方法３００は、ステップ３０４に示すように、熱伝導装置によって、前記圧縮プロセスガスから熱伝導媒体に熱を伝導して冷却されたプロセスガスおよび加熱された熱伝導媒体を産出することを含有することもある。該方法３００は、ステップ３０６に示すように、圧縮ガス蓄積装置内に前記冷却されたプロセスガスを蓄積することも含有する。該方法３００は、ステップ３０８に示すように、前記加熱された熱伝導媒体を廃熱回収装置に輸送することも含有する。該方法３００は、ステップ３１０に示すように、前記廃熱回収装置によって集熱体を加熱することも含有する。該方法３００は、ステップ３１２に示すように、前記冷却されたプロセスガスを前記圧縮ガス蓄積装置から前記集熱体に輸送することも含有する。該方法３００は、ステップ３１４に示すように、前記冷却されたプロセスガスを前記集熱体によって加熱して加熱されたプロセスガスを産出することも含有する。該方法３００は、ステップ３１６に示すように、前記加熱されたプロセスガスを前記集熱体から動力発生装置にまで輸送することも含有する。該方法３００は、ステップ３１８に示すように、前記動力発生装置を用いて、パワー出力を産み出すことも含有する。

【0072】

前述したことはいくつかの実施の形態の構成要素を概説したものなので、いわゆる当業者が本開示をより良く理解することができる。いわゆる当業者は、ここに紹介した実施の形態と同一の目的を実行し、および／または同一の利益を達成するために他の方法及び構造を設計しまたは変更するための基礎として本開示を喜んで使用する可能性があることを承認すべきである。いわゆる当業者は、また、そのような等価な構成は、本開示の主旨及び範囲から逸脱していないこと、および、彼らが本開示の主旨及び範囲を逸脱することなく、種々の変形、置換えおよび変更を行なう可能性があることを十分に理解すべきである。

【図1】

【図2】

【図3】