CN105392989A - 压缩系统中具有用于热交换的分级介质的压力容器 - Google Patents

Abstract

一种用于压缩气体的系统，该系统包括：气源，气体输出位置，第一和第二压力容器，用于将从气源来的气体分别引导到第一和第二压力容器的第一和第二气体输入管线，用于将第一和第二压力容器的气体分别引导到气体输出位置的第一和第二气体输出管线，以及用于移动液压流体在第一和第二压力容器之间来回流动的液压系统从而以交替的方式在第一和第二压力容器中压缩气体。气体在第一和第二压力容器内加压。在第一和第二压力容器内设置有吸热介质以控制气体在压缩过程中的温度升高值。

Description

压缩系统中具有用于热交换的分级介质的压力容器

相关申请的交叉引用

本申请于2014年4月10日作为PCT国际专利申请提出，并要求2013年4月12日提交的美国专利申请61/811,571和2013年7月12日提交的美国专利申请61/845,687的优先权，它们的全部公开通过参考合并在这里。

背景技术

高度加压气体的需要在增长。随着依靠高压的天然气代替化石燃料用于运转的天然气车辆的出现，这种需要尤其真实。在压缩这样的气体时，通常会遇到大概200∶1或更高的高压缩比率。这样的高压缩比率需要带有中间冷却的多级压缩机，或者如果在单级中完成，将导致显著的热量产生，这可以经常成倍地减少压缩过程的效率。

发明内容

在一个实施方案中，描述了用于压缩气体的系统。该系统包括气源，气体输出位置，第一和第二压力容器，用于将从气源来的气体分别引导到第一和第二压力容器的第一和第二气体输入管线，用于将第一和第二压力容器的气体分别引导到气体输出位置的第一和第二气体输出管线，用于移动液压流体在第一和第二压力容器之间来回流动的液压系统，该液压系统以交替的方式压缩第一和第二压力容器中的气体，其中通过将来自气源的第一充入气体通过第一气体输入管线引导到第一压力容器并且将液压流体从第二压力罐移动到第一压力罐以在第一压力容器内压缩第一充入气体，在第一压力容器中加压气体，并且其中通过将来自气源的第二充入气体通过第二气体输入管线引导到第二压力容器并且将液压流体从第一压力罐移动到第二压力罐以在第二压力容器内压缩第二充入气体，在第二压力容器中加压气体；并且其中在第一和第二压力容器内设置有吸热介质用于控制气体在压缩过程中的温度升高值。

在另一个实施方案中，公开了用于压缩气体的方法。该方法包括：将充入的气体引导到具有吸热介质床的压力容器；将液压流体移动到该压力容器以压缩气体；并且当气体压缩时，用吸热介质吸收压缩热。压力传感器可以设置在压缩气体罐和/或第一和第二压力容器。阀、泵和其它结构可用于控制系统内的液压流体流量和气流量。

在某一个实例中，分级介质在较高的压缩区域提供相对大的表面面积，因此在压缩过程中提供蓄热物质，该蓄热物质可促进从压缩气体到介质的有效传热。用这种方法，在气体压缩过程中，分级介质具有如同吸热器吸收热量的功能，从而限制压缩过程中气体的温升。理想地，由分级介质提供的吸热功能允许以更等温的方式进行压缩过程，从而改善了压缩效率。由分级介质吸收的热量可以从介质传递到液压流体。当液压流体在第一和第二压力容器之间移动时，换热器可用于从液压流体移出热量。

在另一个实施方案中，公开了压力容器。该压力容器包括容纳在该压力容器内的吸热介质。该压力容器可布置和配置为接收充入的气体和一定体积的液压流体，其中一定体积的液压流体压缩该充入的气体从而产生热量输出，且吸热介质吸收一部分热量，并将所述一部分热量释放到液压流体。

通过阅读下列详细说明和观察相联的附图，在这里描述的系统和方法的这些和其它的不同特征、优点将变得明显。附加的特征将在接着的说明中阐明，在某种程度上从该说明中变得明显，或可通过技术实践学习。尤其通过此处撰写的说明书、权利要求和附图中指出的结构，该技术的益处和特征将实现和获得。

应当理解，之前的一般说明和之后的详细说明是示意性的和解释性的，并用来提供对附加权利要求的进一步的说明。

附图的简要说明

图1是气体压缩系统的实施方案的示意图。

图2A是具有气体压缩回路的气体压缩系统的实施方案的示意图。该气体压缩系统显示了将液压流体从第一压力容器传递到第二压力容器，促使充入的天然气在第二压力容器内部被压缩。

图2B显示了图2A中的气体压缩系统中液压流体从第二压力容器传递到第一压力容器，促使充入的天然气在第一压力容器内部被压缩。

图3是显示了示例性的压缩系统中时间和气体温度之间的示例性关系的图表。

图4是装填分级介质的压力容器的一个实施方案的示意图。

图5是装填分级介质的压力容器的另一个实施方案的示意图。

图6A和6B是分级介质的替代性的实施方案的示意图。

图7是用于压缩气体的方法的实施方案的流程图。

详细说明

通常地，实施方案在此描述了气体压缩的方法和系统。在一些实施方案中，此处描述的气体压缩系统可用于和天然气车辆连接，其中压缩天然气(CNG)被用作化石燃料的替代品。例如，该气体压缩系统包括液压系统，该液压系统可以选择性地(例如由软管接头)连接到用于给天然气车辆提供动力的CNG罐。由于在这种或其它情况下需要高压(有时大于1500Psi或在1500-5000Psi范围)气体，此处描述的气体压缩系统使用一个或更多的压缩室，每个压缩室都包括具有较高的表面面积和热容量的分级介质。由该分级介质提供的较高的表面面积和热容量起到了吸热器的作用，用于吸收压缩过程中天然气的热量。这样允许压缩过程以更等温的方式运行，从而提供了可实现的更好的压缩效率。被该介质吸收的热量可以通过中间的工作流体向外部环境传递。

分级允许该介质在压缩天然气受到最高程度压缩和温度有最显著升高的区域具有较高的表面面积和热容量。分级允许该系统解决温度升高，同时还将使用的热介质的总量和压力容器的总容积最小化。应当理解，虽然此处使用了″分级″和″梯度″的措词，介质尺寸的逐渐的线性变化不是必需的。在一些实施方案中，该分级介质可以以逐步的方式或其它非线性的方式改变。

现在参考图1，显示了气体压缩系统100的实施方案。该系统100包括压缩装置102和天然气车辆104。该车辆104包括CNG罐106。通常，图1说明了该系统100的一个实施方案，其中为了压缩天然气并将压缩的天然气供给到车辆104的目的，压缩装置102选择性地连接到该CNG罐106。在一个实例中，压缩装置102可以提供在罐充气的位置(例如，车主的车库，天然气加气站等)。为了减小该压缩装置占据的空间，以及该压缩装置的成本，希望该压缩装置的总尺寸达到最小化。使用时，该车辆可以停放在充气位置，此时压缩装置102连接到CNG罐106并在CNG罐106中填充压缩天然气。在某些实例中，该填充/压缩过程可以超过延长的时间进行(例如，超过一个或多个小时或整夜)。当该CNG罐106填充具有预定压力水平的压缩天然气之后，该压缩装置102从该CNG罐106断开，车辆准备就绪可以使用。在某些实施方案中，该系统能够输出小于或等于4500psi的最高气体压力。然而在进一步的实施方案中，该系统能够输出小于或等于4000psi的最高气体压力。

该车辆104是包括CNG罐106的天然气车辆。该车辆104的动力源自压缩天然气。如某些实施方案所示，CNG罐106固定在车辆104内部，或者与之相反，该CNG罐106由车辆104携带。应当理解，在某些实例中，车辆104可以包括多于一个的CNG罐106，每一个CNG罐106都配置为与压缩装置102连接在一起。在其它的实施方案中，压缩装置102可填充中间CNG罐，该罐然后用于填充由车辆104携带的CNG罐106。

压缩装置102安排和设置为压缩大量的气体到比较高的压力，例如压力大于2000psi。在某些实例中，压缩比可以大于200/1。压缩装置102使用天然气的供应源并将这些气体压缩到预定压力。压缩的气体传递到车辆104内部的CNG罐106。在某些实施方案中，天然气的供应源作为压缩装置102的一部分设置；然而，在其它的实施方案中，天然气的供应源在压缩装置102之外。在某些实例中，天然气的供应源可以通过天然气供应罐或天然气管道提供，所述天然气管道从公用事业公司提供天然气。

如下面将要描述的更多细节，压缩装置102使用一个或多个压力容器用于对天然气加压。该压力容器可以是任何大小，但是在某些实施方案中，该压力容器具有小于10升的体积。在系统100运转期间，由于加压过程产生的热量，可能导致压缩装置102的不同组件温度升高。在压缩装置102中压力容器利用分级介质床实现热交换并努力释放，以满足压缩过程中热容量和结构的压力容器需要。

现在参考图2A和2B，显示了气体压缩系统200的实施方案。气体压缩系统200包括第一压力容器202，第二压力容器204，第一套阀门206，第二套阀门208，液压流体阀210(例如，两位短管阀)，冷却器212，电机214和液压泵215。气体压缩系统200配置为与天然气供应216和CNG罐218连接。例如，气体压缩系统可以接收从天然气供应216来的天然气，并可以传递加压的天然气到CNG罐218。第一和第二天然气输入管线300、302(即容器充气管线)分别从天然气供应216引导天然气到第一和第二压力容器202、204。第一和第二天然气输出管线304、306分别地从第一和第二压力容器202、204引导压缩天然气到CNG罐218。第一和第二天然气输出管线304、306可以合并且在液力耦合器(例如软管接头)终止，当需要时可用于选择性地从CNG罐218连接到输出管线304、306和从输出管线304、306断开。

第一套阀门206可以包括单向阀206a、206b，第二套阀门208可以包括单向阀208a、208b。单向阀206a、208a允许天然气从输入管线300、302进入压力容器202、204，同时防止压缩的天然气在气体压缩期间从压力容器202、204中经过输入管线300、302从压力容器202、204中回流出去。单向阀206b、208b允许压缩的天然气在气体压缩期间经过输出管线304、306从压力容器202、204流出，同时防止压缩的天然气从CNG罐218经过输出管线304、306回流到压力容器202、204。

第一和第二压力容器202、204由液压管线310液压地连接。冷却器212(例如是换热器)沿液压管线310定位，起到从经过液压管线310的液压流体中吸取热量的作用，因此该液压流体被冷却。吸取的热量可以传递到环境。电机214和泵215输入能量到系统用于移动液压流体经过压力容器202、204之间的液压管线210，以及在压力容器202、204内部产生液压活塞作用以压缩压力容器202、204内的天然气。液压阀210沿液压管线310定位，起到控制/交替方向的作用，在液压管线310中液压流体由泵215泵送通过压力容器202、204之间的液压管线310。

一般而言，气体压缩系统200接收从天然气供给源216来的天然气，交替地引导天然气通过第一和第二压力容器202、204从而对天然气加压。该加压的气体被输送到CNG罐218。如上所述，在某些实施方案中，CNG罐218可以位于诸如车辆104的天然气车辆内部。

图2A和2B显示气体压缩系统200在压缩操作周期中的第一和第二操作阶段。在图2A的第一操作状态，第一个压力容器202填充液压流体，第二压力容器204不容纳液压流体或基本上没有液压流体。该液压流体可以选自具有相对低的蒸气压中的任意数量的流体。该液压流体其它的良好的品质包括例如低的吸收率和气体组分的可溶性、化学惰性、稳定的粘度(例如粘度指数大于100)，和/或具有小于40摄氏度的流动点。合适的流体的某些实例包括：乙二醇、基于油类的高度精制的石油、合成烃、硅酮油和离子溶液。应当理解该目录仅仅是示范性的，也可以使用其他流体。

当处于第一状态时，充入的天然气直接从天然气供给源216而来，经过第二输入管线302和单向阀208a进入第二压力容器204。一旦充入的天然气已经提供给第二压力容器204，液压流体阀210移动到第一位置(见图2A)，在该位置泵215从第一压力容器202经过液压管线310泵送液压流体到第二压力容器204。当第二压力容器204填充液压流体时，该液压流体起到液压活塞的作用，促使充入的天然气在第二压力容器204内部被压缩。一旦第二压力容器204内部的压力超过CNG罐218中的压力，压缩的天然气从第二压力容器204经过单向阀208b从第二压力容器204流出，并且流过输出管线306充入/加压CNG罐218。这一直延续直到第二压力容器204全是或基本上充满液压流体，且所有的或基本上所有充入的天然气已经从第二压力容器204进入CNG罐218。在此时刻，气体压缩系统200处于图2B的第二操作状态，第一个压力容器202是空的或基本上没有液压流体。当处于图2B的第二状态时，充入的天然气直接从天然气供给源216，经过第一个输入管线300和单向阀206a引导进入第一个压力容器202。一旦充入的天然气已经提供给第一个压力容器202，液压流体阀210移动到第二位置(见图2B)，在该位置泵215从第二压力容器204经过液压管线310泵送液压流体到第一个压力容器202。当第一个压力容器202填充液压流体时，该液压流体起到液压活塞的作用，促使充入的天然气在第一个压力容器202内部被压缩。一旦第一压力容器202内部的压力超过CNG罐218中的压力，压缩的天然气从第一压力容器202开始经过单向阀206b从第一压力容器202流出，并且流过输出管线304来充入/加压CNG罐218。这一直延续直到第一压力容器202全是或基本上填充液压流体，且所有的或基本上所有充入的天然气已经从第一压力容器202进入CNG罐218。在此时刻，气体压缩系统200回到图2A的第一操作状态，第二压力容器204是空的或基本上没有液压流体。

在正常的充气顺序/运转期间，应注意的是：气体压缩系统200在第一和第二操作状态重复地循环，直到CNG罐218内部压力充分地增压(即，直到CNG罐218内部压力到达期望的或预定的压力水平)。虽然没有显示，应当理解，一个或多个压力传感器可以在CNG罐218内设置、沿输出管线304或306设置和/或设置在压力容器202、204内用于监测系统压力。应注意的是：可提供控制器(例如电子控制器)以控制该系统的运转。该控制器可以与该系统的不同组件(例如压力传感器、阀、泵、电机等)连接。在某些实施方案中，该泵215可以是双向的。在这样的实施方案中，该短管阀210可以去除。

应注意到：当天然气压缩时，温度升高。这样的温度升高对效率产生负面影响。例如，如果供应到该CNG罐的增压天然气具有比环境空气高的温度，当天然气在CNG罐内冷却时，CNG罐内的压力将下降。这样在充气期间，CNG罐需要充入显著的较高压力以补偿天然气在CNG罐内冷却时出现的预期压力下降。在这方面，本发明的方面涉及增强压缩系统200的热传输特性以抑制压缩期间压力容器202、204内部天然气温度的显著增加。用这种方法，该系统可以尽可能接近等温系统运转。

为了增强压力容器202、204的热传输特性，在压缩期间每个压力容器202、204可以包括多个接触天然气的分级介质。该分级介质在较高的压缩率的区域提供增加的蓄热物质和表面面积，用于吸收区域内较高的压缩热量，允许该热量很快地从天然气传递到该蓄热物质。在压力容器202、204填充的过程中，当液压流体接触介质的暴露表面区域时，来自该分级介质的蓄热物质的热量可以转移到液压流体。在某些实例中，当液压流体经过冷却器212时，通过液压流体由该介质移除的压缩热可以从该系统移除。

特别地，当压缩能量在较小的表面面积释放到减少的气体体积时，该分级介质致力于解决存在于压力容器202、204内部压缩循环末尾的热量问题。更具体地说，当流体进入容器202、204时，压缩气体的液面升高，从而减少了气体体积和表面面积。该分级介质利用位于最高的压缩区域(即，压力容器的上端靠近气体出口的区域)的较高媒介表面面积实现了更有效的热交换，促进了气体和液压流体之间的换热。

现在参考图3，图表300显示了时间和气体温度之间的关系。特别地，图表300包括第一条线302和第二条线304，第一条线302表示当压力容器使用恒定介质时气体温度相对时间的变化，并且第二条线304表示当压力容器使用分级介质时气体温度相对时间的变化。压力容器可以包括图2中显示的压力容器202、204或用于压缩气体的任何其它的压力容器。

第一条线302采用遍及压力容器的体积的恒定球形介质床。每一个球形介质包括5mm直径。第二条线304采用直径从5到0.1mm变化的线性分级球形介质床，位于压力容器的顶端具有较小直径的介质。

如图所示，第二条线304显示气体温度上升大约86摄氏度，同时第一条线302显示温度几乎上升379摄氏度。特别地，第一条线302和第二条线304看起来具有大略一致的温度变化直至约5秒。然而，当压力容器内部的气体体积随时间减小时，恒定介质不能有效地吸收产生的热量。如通过第二条线304所示，具有较小直径的介质位于较高的压缩区域，如此放置的分级介质能比恒定介质吸收明显更大量的产生热量。

现在参考图4，显示了压力容器400的示意图。压力容器400涂上阴影以表示增加的介质表面面积和/或密度。特别地，为了实现最有效率的热交换，具有较大的表面面积和/或密度的介质设置在较高的压缩区域。在目前实例中，液压流体充入垂直压力容器400，在压力容器400的顶部存在较高压缩的区域。这样，介质应该设置成介质的表面面积随着流动方向增加，以便具有最大的表面面积和/或密度的介质位于最高气体压缩的区域。

现在参考图5，显示了填充分级介质的压力容器500。该压力容器500沿用压力容器400中阐明的结构。特别地，该介质设置成较小直径的介质位于最高压缩的区域。应当理解，尽管该压力容器500显示为具有球形颗粒，分级介质可以使用范围很宽的几何形状，例如泡沫体、线状、鞍状物、六边形、正方形、矩形，或实际上任一形状和结构的包装材料。另外，也应当理解不同形式的介质可以组合在压力容器中，以便在压力容器的整个容积中以分级的方式实现表面面积和蓄热物质的最优组合。基于本申请的分级介质可以是固体或中空的。该分级介质也可以是小球材料。

诸如筛子的分流器可用于分割填充不同尺寸介质的容器区域。虽然显示的颗粒尺寸是连续地/恒定地(即尺寸自下而上连续增大)变化，在其它实例中，该容器可以被分成不同的区域/部分，该不同的区域/部分每个都包含具有不同颗粒尺寸的介质。在这样的实例中，包含较小颗粒(即微元单元(elementunit)、小球、片等)的区域同包含大颗粒(即微元单元、小球、片等)的区域相比较，可以设置为更接近容器的顶部。这样，该颗粒尺寸的变化具有更多的分级结构。该颗粒尺寸(即颗粒平均横断面尺寸)通常还可以沿曲线变化，该曲线通常与容器的压缩率曲线匹配。替代性地，该颗粒尺寸可以线性变化。应当注意，随着平均介质颗粒尺寸变小，表面面积比单位体积的比率增加。

在一些实施方案中，球形颗粒的填充床相对其它的形状的介质具有一些优点。例如，当流体重复地填充和退出该压力容器500时，球形颗粒的凸面促进流动和排出气体而没有截留气泡。进一步地，该球形颗粒不会影响流向的方向灵敏度和重力。其次，为了紧密地包装成球形，该球形颗粒是固有地可重复的并具有大约64％的体积百分比(具有36％空隙)可接受的孔隙。球形介质也提供了相对低的介质填充床的每单位表面积流动阻力。另外，相对介质蓄热物质的表面面积通过球形介质的直径变化很容易调整。进一步地，通过诸如落射塔技术，球形介质可以有效地制造成高本积，产生一样尺寸的球体。最后，具有统一壁厚的空心球体的生产是可能的。

现在参考图6A和6B，显示了分级介质的替代球形选择。更具体地说，图6A描述了实心球600，图6B描述了空心球610。

一般说来，如上所述，当整个压力容器填充有分级表面面积时，球体600和610促进气体和工作流体(例如液压流体)之间的热传递。该介质在气体压缩过程中实时吸收热量，随后当流体流过和接触该介质时将热量释放给该压缩液体。当该流体流出该压力容器时热量从该系统移走，为下一次压缩循环吸入新鲜气体。

如图6A和6B所示，基于申请的需要，该介质可以固体或中空的。例如，为了在较轻重量时的高吸收效率，可以使用中空的介质。该空心球体是有效的，因为在正常的压缩次序期间，只有球体的开放部分具有时间吸收热量。另外，该系统可使用相对选择的天然气和受压流体的化学组分呈化学惰性的不同材料成分的介质。例如材料可包括：热传导的金属、陶瓷和聚合物，其具有优选但不是必须填充有改善导热性和热容量的填充物的聚合物。该介质材料所需性质包括，例如高导热率和高热容量，尽管介质的厚度可用于赔偿任一性质的缺乏。例如，在一些实施方案中，为了最大的球体尺寸，实心球具有3-5毫米范围的直径，而为了在一些应用中使用最小的球体尺寸，实心球具有大约100微米的直径。如图6B所示的应用中球体是中空的，最大的球体可包括3-5mm范围的直径，该球体周围具有大约1-2mm的固体部分。

现在参考图7，显示了一实例流程图，该流程图描述了用于气体压缩的方法700。一般说来，该方法700是用于压缩气体的方法的一个实例。虽然描述该方法700时使用了附图1-6中的部件，应当理解这样的说明是没有限制的。

该方法700从步骤702开始操作，第一输入的天然气被引入第一天然气输入管线进入具有分级介质床的第一压力容器。例如，利用系统200，第一输入的天然气可以从天然气供给源216引导到第一压力容器202。特别地，该天然气接触设置在第一压力容器202内的分级介质。在第一步骤期间，第一压力容器202不包括基本量的液压流体，并且具有第二分级介质床的第二压力容器基本上填充液压流体。

紧接着，方法700移到步骤704，液压流体从第二压力容器移动到第一压力容器。例如，液压流体直接从第二压力容器204引导到第一压力容器202，起到压缩位于第一压力容器202内部气体的作用。当该液压流体填充第一压力容器并压缩第一充入的天然气时，产生了热量。分级的介质床帮助吸收热量。特别地，设置在第一压力容器顶部的分级的介质可以是具有较小直径介质的球形。用这种方法，具有更大表面面积和更高密集度的蓄热物质并且因此具有最大吸热能力的介质设置在最高压缩的区域。

当第一压力容器中的天然气压力超过CNG罐中的压力时，在步骤706期间系统将压缩的天然气引入CNG罐。在一些实施方案中，输出罐可以是在天然气车辆内部或靠近天然气车辆的CNG罐。在其它的实施方案中，该输出罐可以是适于保持大量压缩气体的任何罐。

然后，该方法700转移到步骤708，第二输入的天然气通过第二天然气输入管线引入第二压力容器，该第二压力容器具有第二分级介质床。因为在步骤704时第二压力容器204是空的，现在第二压力容器204做好了接收来自天然气供应源216来的第二输入气体的准备。天然气流过交替路径、第二天然气输入管线进入第二压力容器204，在第二压力容器中等待被压缩。

该方法700接下来进行到步骤710，液压流体从第一压力容器移动到第二压力容器。该液压流体移动，起到压缩存在于第二压力容器204中的第二输入气体的作用。与如上所述类似，第二压力容器内的分级介质起到了吸收压缩过程产生的大部分热量的作用。当第二压力容器中的天然气压力超过CNG罐中的压力时，在步骤712期间系统将压缩的天然气引入CNG罐。

在这一点上，如果期望量的气体已经移到CNG罐且CNG罐中的压力已经达到期望水平(例如大于1500psi)，方法700可以结束。然而，如果期望数量的气体还没有被压缩，该方法重新回到步骤702。该交替循环继续，直到期望数量的压缩气体填充CNG罐。

应当理解，上面描述的系统适用于期望产生高压缩比率的任何情况。尽管在此描述的系统使用了天然气，可以进一步理解的是，该系统可对包括诸如空气、可燃气体、氢或类似物的任何气体或混合气体进行加压。

Claims (34)

1.一种用于压缩气体的系统，该系统包括：

气源；

气体输出位置；

第一和第二压力容器；

用于将从气源来的气体分别引导到第一和第二压力容器的第一和第二气体输入管线；

用于将第一和第二压力容器的气体分别引导到气体输出位置的第一和第二气体气体输出管线；

用于移动液压流体在第一和第二压力容器之间来回流动的液压系统，该液压系统以交替的方式压缩第一和第二压力容器中的气体，其中通过引导从气源来的第一充入气体通过第一气体输入管线到第一压力容器并且将液压流体从第二压力罐移动到第一压力罐以在第一压力容器内压缩第一充入气体，在第一压力容器中加压气体，并且其中通过引导从气源来的第二充入气体通过第二气体输入管线到第二压力容器并且将液压流体从第一压力罐移动到第二压力罐以在第二压力容器内压缩第二充入气体，在第二压力容器中加压气体；并且

并且其中在第一和第二压力容器内设置有吸热介质用于控制气体在压缩过程中的温度升高值。

2.如权利要求1所述的系统，其中吸热介质具有变化的表面面积比单位容积的比率。

3.如权利要求2所述的系统，其中表面面积比单位容积的比率沿梯度变化。

4.如权利要求2所述的系统，其中第一和第二压力容器都至少具有第一和第二区域，该区域中的吸热介质具有不同的表面面积比单位容积的比率。

5.如权利要求2所述的系统，其中同第一和第二压力容器的较低压力区域相比，临近第一和第二压力容器的较高压力区域的吸热材料的表面面积比单位容积的比率更高。

6.如权利要求2所述的系统，其中同远离第一和第二气体出口管线相比，临近第一和第二压力容器的第一和第二气体出口管线的吸热材料的表面面积比单位容积的比率更高。

7.如权利要求2所述的系统，其中该吸热介质包括多个吸热部件，并且其中吸热部件的截面尺寸在第一和第二压力容器的不同区域是变化的，从而改变表面面积比单位容积的比率。

8.如权利要求7所述的系统，其中该吸热部件包括球粒、元件、片、单元中的至少一个。

9.如权利要求8所述的系统，其中该吸热部件是球形的。

10.如权利要求7所述的系统，其中该吸热部件是中空的。

11.如权利要求1所述的系统，其中该系统能够输出小于或等于4500psi的最大气压。

12.如权利要求1所述的系统、其中该系统能够输出小于或等于4000psi的最大气压。

13.如权利要求1所述的系统、其中第一和第二压力容器都具有小于10升的体积。

14.如权利要求1所述的系统，其中第一和第二输出单向流量阀分别地沿第一和第二气体出口管线设置，以允许气体从第一和第二压力容器流向气体出口位置，并且其中第一和第二输入单向流量阀分别沿第一和第二气体流动管线设置，以允许气体从气源流向第一和第二压力容器。

15.如权利要求1所述的系统，其中该液压系统包括将第一和第二压力容器以及液压泵一起流体连通地连接的液压流动管线，从而输送液压流体通过第一和第二压力容器之间的液压流动管线。

16.如权利要求15所述的系统，进一步地包括用于控制流过液压流动管线的液压流体方向的阀，其中，当该阀位于第一位置时，该液压流体从第二压力容器经过该液压流动管线泵送到第一压力容器，并且其中当该阀位于第二位置时，该液压流体从第一压力容器该经过该液压流动管线泵送到第二压力容器。

17.如权利要求15所述的系统，其中沿液压流动管线设置换热器以冷却该液压流体。

18.一种压缩气体的方法，该方法包括：

引导充入的气体到具有吸热介质床的压力容器；

移动液压流体到该压力容器以压缩气体；并且

当气体压缩时，用吸热介质吸收压缩热。

19.如权利要求17所述的方法，其中该吸热介质是球形的和中空的。

20.如权利要求17所述的方法，其中以大于200∶1的压缩比压缩气体。

21.如权利要求17所述的方法，其中气体压缩到1500psi。

22.如方法的权利要求17，其中该吸热介质具有可变的表面面积比单位容积的比率。

23.如权利要求22所述的方法，其中该表面面积比单位容积的比率沿线性梯度变化。

24.如权利要求22所述的方法，其中该表面面积比单位容积的比率沿压缩曲线变化。

25.如权利要求17所述的方法，其中同压力容器的较低压力区域相比，临近该压力容器的高压区域的吸热介质具有较高表面面积比单位容积的比率。

26.如权利要求17所述的方法，其中该吸热介质具有在压力容器的不同位置变化的平均粒子尺寸。

27.一种压缩系统中的压力容器，该压力容器包括：

包含在该压力容器中的吸热介质；

该压力容器布置和配置为接收充入的气体和一定体积的液压流体，其中该一定体积的液压流体压缩该充入的气体从而产生热量输出，并且其中吸热介质吸收一部分热量，并将该部分热量释放到液压流体。

28.如权利要求27所述的压力容器，其中吸热介质具有可变化的表面面积比单位容积的比率。

29.如权利要求28所述的压力容器，其中该表面面积比单位容积的比率沿线性梯度变化。

30.如权利要求28所述的压力容器，其中该表面面积比单位容积的比率沿压缩曲线变化。

31.如权利要求28所述的压力容器，其中同压力容器的较低压力区域相比，临近该压力容器的较高压力区域的吸热介质具有较高的表面面积比单位容积的比率。

32.如权利要求28所述的压力容器，其中该吸热介质具有在压力容器的不同位置变化的平均粒子尺寸。

33.如权利要求28所述的压力容器，其中该吸热介质包括以下颗粒形状中的至少一个：线形、球形、鞍形、六边形、正方形和矩形。

34.如权利要求28所述的压力容器，其中该平均粒子尺寸的范围是3毫米到5毫米。