JP2013533427A - 弁 - Google Patents
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Abstract
Description
一実施形態において、容積式装置は、容積式装置と入力/出力装置(例えば、発電機のモータ/発電器、エンジンまたは機械的駆動部)との間で機械的動力を伝達するための回転装置(例えば回転シャフト)に接続され、制御装置は、回転装置が第1のモードと関連付けられた所定の方向に動き続けている間に、第1のモードから第2のモードに動作を選択的に切り替えるように構成される。有利なことに、この構成は、回転装置またはそれに接続する入力/出力装置の動きに対して最小限の影響で動作の第1および第2のモードの間での切り替えを可能にすることにより、モードを素早く切り替えることができる。有利なことに、この実施形態は、送電系統同期モータ/発電器が、送電系統との同期を失うことなくモータとしての動作と発電器としての動作との間で切り替わることを可能にする。一実施形態において、回転装置は回転運動と直線運動との間で変換するように構成される(例えばクランクシャフト)。
図2A〜2Dを参照すると、圧縮モードにおける第1および第2のピストンアッセンブリ20,30のための弁タイミングは下記のように設定される。ここで、
TDC=上死点(top dead centre)、BDC=下死点(bottom dead centre)である。
図3A〜3Fを参照すると、膨張モードにおける第1および第2のピストンアッセンブリ20,30のための弁タイミングは下記のとおりである。
この実施形態では、制御装置80は弁Aまたは弁Bのいずれか一方を閉鎖した後の弁閉鎖タイミングを変えることによって、第1および第2のピストンアッセンブリ20,30の動作を圧縮モードから膨張モードに切り替えるように構成される。2つの異なる切り替えモードのためのタイミングの変化を以下に記載する。
この実施形態では、制御装置80は、弁Aまたは弁Bのいずれか一方が閉鎖した後の弁閉鎖タイミングを変えることにより、第1および第2のピストンアッセンブリ20,30の動作を膨張モードから圧縮モードに切り替えるように更に構成される。2つの異なる切り替えモードのためのタイミングの変化を以下に記載する。
Claims (15)
- ガス圧縮膨張機であって、
ガスを受容するチャンバと、
前記チャンバに対して移動可能な容積式装置と、
前記チャンバに入るガスの流れおよび前記チャンバから出るガスの流れを制御するように動作可能な第1および第2の弁と、
第1および第2の弁の作動タイミングを制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、前記容積式装置の動作を、前記チャンバに受容されるガスが前記容積式装置によって圧縮される圧縮モードと、前記チャンバに受容されるガスが前記容積式装置によって膨張される膨張モードとの間で選択的に切り替えるように構成され、これら2つのモードのうちの第1からこれら2つのモードのうちの第2への選択的切り替えは、前記第1および第2の弁の少なくとも一方の作動タイミングを、第1のモードでの動作中に選択的に変えることによって達成されるガス圧縮膨張機。 - 前記容積式装置は、前記容積式装置と入力/出力装置との間で機械的動力を伝達するための回転装置に連結され、前記制御装置は動作の第1のモードから第2のモードへ選択的に切り替えるように構成され、前記切り替えの間、前記回転装置は、前記第1のモードに関連付けられた所定の方向に動き続ける請求項1に記載のガス圧縮膨張機。
- 前記第1および第2の弁は、前記チャンバを高圧領域または低圧領域のいずれかに選択的に接続するように構成される請求項1または2に記載のガス圧縮膨張機。
- どの時点においても、前記低圧領域および前記高圧領域のうちの一方のみが前記チャンバに接続されるように構成される請求項3に記載のガス圧縮膨張機。
- 前記制御装置は、切り替え動作によって一方の領域への接続を開放する必要がある場合、他方の領域への接続を閉鎖するように構成される請求項4に記載のガス圧縮膨張機。
- 前記制御装置は、更なるモードのために、動作のモードを変更することなく弁閉鎖信号を提供するように構成される請求項1〜5のいずれか一項に記載のガス圧縮膨張機。
- 前記制御装置は、容積式装置の動作を、エネルギー消費が最小となる無負荷モードに選択的に切り替えるように更に構成される請求項1〜6のいずれか一項に記載のガス圧縮膨張機。
- ガスを受容する更なるチャンバと、
前記更なるチャンバに対して移動可能な更なる容積式装置と、
前記更なるチャンバに入るガスの流れおよび前記更なるチャンバから出るガスの流れを制御するように動作可能な第3および第4の弁と
を更に備え、
前記制御装置は、前記更なる容積式装置の動作を、前記更なるチャンバに受容されたガスが前記更なる容積式装置によって圧縮される圧縮モードと、前記更なるチャンバに受容されたガスが前記更なる容積式装置によって膨張される膨張モードとの間で選択的に切り替えるように構成され、前記2つのモードのうち第1から前記2つのモードのうち第2への選択的切り替えは、第1モードでの動作中に、前記第3および第4の弁の少なくとも一方の作動タイミングを選択的に変えることによって達成される請求項1〜7のいずれか一項に記載のガス圧縮膨張機。 - 前記制御装置は最初に述べた容積式装置および更なる容積式装置の各々の動作を、前記第1のモードから前記第2のモードへ、実質的に同時に切り替えるように構成される請求項8に記載のガス圧縮膨張機。
- 前記最初に述べた容積式装置の前記第1のモード、および前記更なる容積式装置の第1のモードは一致するモードである請求項9に記載のガス圧縮膨張機。
- 前記最初に述べた容積式装置の前記第1のモード、および前記更なる容積式装置の第1のモードは相反するモードである請求項9に記載のガス圧縮膨張機。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載のガス圧縮膨張機を備えるエネルギー貯蔵装置。
- 電気エネルギーを熱エネルギーとして貯蔵する充電モードで動作可能であり、かつ貯蔵された熱エネルギーから電気エネルギーを生成する放電モードで動作可能なポンプ熱貯蔵システムを含み、前記ポンプ熱貯蔵システムは高圧貯蔵部および低圧貯蔵部を含み、前記最初に述べた容積式装置および更なる容積式装置は、それぞれ、充電モードでは圧縮モードおよび膨張モードで作動し、放電モードではその逆で作動するように構成される請求項8に従属する請求項12に記載のエネルギー貯蔵装置。
- ガス圧縮膨張機を操作する方法であって、前記ガス圧縮膨張機は、
ガスを受容するチャンバと、
前記チャンバに対して移動可能な容積式装置と、
前記チャンバに入るガスの流れおよび前記チャンバから出るガスの流れを制御するように動作可能な第1および第2の弁と、
第1および第2の弁の作動タイミングを制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、前記容積式装置の動作を、前記チャンバに受容されるガスが前記容積式装置によって圧縮される圧縮モードと、前記チャンバに受容されるガスが前記容積式装置によって膨張される膨張モードとの間で選択的に切り替え、これら2つのモードのうちの第1からこれら2つのモードのうちの第2への選択的切り替えは、前記第1および第2の弁の少なくとも一方の作動タイミングを、第1のモードでの動作中に選択的に変えることによって達成される方法。 - 図面を参照して明細書中に実質的に説明された機械または方法。
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