BE1013441A3

BE1013441A3 - Compressorinstallatie voorzien van een adsorptiedroger en adsorptiedroger daarvoor.

Info

Publication number: BE1013441A3
Application number: BE2000/0331A
Authority: BE
Inventors: Danny Vertriest
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2002-01-15
Also published as: EP1283741A1; CN1429128A; ES2324815T3; AU2001259966A1; CN1197641C; JP2003533343A; US20030163929A1; ATE427155T1; DE60138185D1; WO2001087463A1; DK1283741T3; PT1283741E; JP4439785B2; EP1283741B1

Abstract

De uitvinding betreft een compressorinstallatie die een compressorelement (2) bevat waarvan de uitlaatleiding (3) aansluit op een adsorptiedroger (6) met een ketel (8) en een daarin opgestelde rotor (7) . Op elk van de uiteinden van de ketel (8) zijn twee compartimenten (20,21;23,24) gevormd. Het tussen een compartiment (21) op het andere uiteinde gelegen gedeelte van de rotor (7) vormt een droogkamer (9) terwijl het tussen de andere compartimenten (20,24) gelegen gedeelte van de rotor (7) een regeneratiekamer (10) vormt en in de uitlaatleiding (3) voor een koeler (4) is gelegen. Tussen de compartimenten (20,21;23,24) op elk uiteinde is een scheidingscompartiment (22,25) gevormd en middelen (30,21) zijn voorzien om gas eruit (22,25) te verwijderen.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Compressorinstallatie voorzien van een adsorptiedroger en adsorptiedroger daarvoor. Deze uitvinding heeft betrekking op een compressorinstallatie die minstens   een   compressorelement bevat waarvan de uitlaat door middel van een uitlaatleiding over een koeler en een waterafscheider aansluit op een adsorptiedroger van het type dat een ketel bevat, een daarin wentelbaar opgestelde rotor en middelen om de rotor te wentelen, waarbij op elk van de uiteinden van de ketel, tegenover de een uiteinde van de rotor, minstens twee gescheiden compartimenten gevormd zijn, respectievelijk voorzien van een in-of uitlaat voor de aanvoer, respectievelijk afvoer, van gas en het, tussen een compartiment op het ene uiteinde en een compartiment op het andere uiteinde van de ketel gelegen, gedeelte van de rotor een droogkamer vormt, die met een regenereerbaar droogmiddel gevuld is,

   en het, tussen het andere compartiment op het eerstgenoemde uiteinde en het andere compartiment op het andere uiteinde van de ketel gelegen, gedeelte van de rotor een regeneratiekamer vormt die gevuld is met regenereerbaar droogmiddel. 



  Dergelijke compressorinstallaties voorzien van een adsorptiedroger zijn bijvoorbeeld beschreven in de octrooidocumenten   US-A-5. 385. 603   en   GB-A-1. 349. 733.   



  De compressor bevat een compressorelement dat door een hoofdleiding via een koeler en een afscheider van het condenswater verbonden is met het compartiment aan de 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 ingang van de droogkamer, terwijl een voor de koeler gelegen aftakking van de hoofdleiding aansluit op het compartiment aan de ingang van de regeneratiekamer en een retourleiding het compartiment aan de uitgang van de regeneratiekamer in verbinding stelt met de hoofdleiding ter plaatse van een ejector. 



  Terwijl gas gedroogd wordt in de droogkamer, wordt het droogmiddel dat in een vorige cyclus met vocht verzadigd werd, in de regeneratiekamer geregenereerd door een portie, bijvoorbeeld 40 %, van de perslucht van het compressorelement er doorheen te leiden en na afkoelen en afscheiding van het condenswater via de retourleiding en de ejector terug aan het nog te drogen gas toe te voegen. 



  Door de noodzaak van een secundaire leiding, een retourleiding en een menger zoals de ejector om het met vocht geladen gas van de regeneratiekamer opnieuw te mengen met perslucht van het compressorelement, zijn deze bekende compressorinstallaties voorzien van een adsorptiedroger vrij ingewikkeld van constructie en duur. 



  Daarenboven is de regeneratie onvoldoende in kritische omstandigheden, namelijk wanneer de belasting van het compressorelement laag is en de temperatuur voor de regeneratie niet voldoende hoog is. 



  De uitvinding heeft als doel deze nadelen te verhelpen en een compressorinstallatie voorzien van een adsorptiedroger te verschaffen die eenvoudiger van constructie is en waarbij ook bij lage belasting van het compressorelement, 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 een doelmatige regeneratie van het droogmiddel mogelijk is. 



  Dit doel wordt volgens de uitvinding verwezenlijkt doordat het gedeelte van de rotor dat de regeneratiekamer vormt, in de uitlaatleiding tussen het compressorelement en de koeler is gelegen en tussen voornoemde compartimenten op het ene uiteinde van de ketel en tussen voornoemde compartimenten op het andere uiteinde, een scheidingscompartiment gevormd is dat de compartimenten van elkaar scheidt en middelen zijn voorzien om gas uit deze scheidingscompartimenten te verwijderen tot de druk in deze scheidingscompartimenten lager is dan de druk in het compartiment dat zieh op een uiteinde van de droogkamer bevindt en dat is voorzien van de uitlaat voor gas. 



  Door drukverliezen in de installatie is de druk in dit compartiment een weinig lager dan de uitlaatdruk van het compressorelement. 



  Het volledige debiet van samengeperst gas stroomt dus door de regeneratiekamer en wordt door de koeler die bij de compressoreenheid hoort, gekoeld en van condens ontdaan door de waterafscheider alvorens gedroogd te worden, hetgeen mogelijk is door de speciale constructie van de adsorptiedroger. Er is geen extra koeler nodig voor het verwijderen van het vocht uit het gas gebruikt voor de regeneratie. 



  Het is bekend, onder meer uit   US-A-3. 205. 638   en FR-A- 2. 380. 063, het volledige debiet van samengeperst gas over de regeneratiekamer van een adsorptiedroger te leiden, maar 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 de adsorptiedroger is van een ander type, namelijk zonder rotor maar met vaste, volledig gescheiden kamers die door meerwegkranen op de uitlaatleiding aansluiten'en waarbij de alternatie van drogen en regenereren verkregen wordt door het veranderen van stand van deze meerwegkranen. 



  Met de bekende adsorptiedrogers met een rotor kon dit niet aangezien er steeds lekken zijn tussen de rotor en de compartimenten op het einde van de ketel. Heet gas onder hoge druk afkomstig van het compressorelement zal daardoor op een uiteinde van de ketel lekken naar het op lagere druk zijnde compartiment dat op de droogkamer aansluit, terwijl op het andere uiteinde van de ketel het nog warme en met vocht geladen gas dat uit de regeneratiekamer stroomt, zal lekken naar het compartiment dat op de uitlaat van de droogkamer aansluit en het koude, gedroogde gas zal opwarmen en opnieuw bevochtigen. 



  Deze problemen worden door de uitvinding opgelost. 



  De twee compartimenten op de uiteinden kunnen met elkaar in verbinding staan, bijvoorbeeld door minstens   een   gedeelte van de rotor dat tussen de gedeelten gelegen is dat de droogkamer en de regeneratiekamer vormen. 



  Voornoemde middelen kunnen een ejector in de uitlaatleiding bevatten die via een zuigleiding met een compartiment in verbinding staat. 



  De uitvinding heeft ook betrekking op een adsorptiedroger van het type dat een ketel bevat, een daarin wentelbaar 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 opgestelde rotor en middelen om de rotor te wentelen, waarbij op elk van de uiteinden van de ketel, tegenover de een uiteinde van de rotor, minstens twee gescheiden compartimenten gevormd zijn, respectievelijk voorzien van een in-of uitlaat voor de aanvoer, respectievelijk afvoer, van gas en tussen een compartiment op het ene uiteinde en een compartiment op het andere uiteinde gelegen gedeelte van de rotor een droogkamer vormt die met een regenereerbaar droogmiddel gevuld is en het tussen het andere compartiment op het eerstgenoemde uiteinde en het andere compartiment op het andere uiteinde van de ketel een regeneratiekamer gevuld met regenereerbaar droogmiddel vormt,

   en die daardoor gekenmerkt is dat het gedeelte van de rotor dat de regeneratiekamer vormt in de uitlaatleiding tussen het compressorelement en de koeler is gelegen en tussen voornoemde compartimenten op het ene uiteinde van de ketel en tussen voornoemde compartimenten op het andere uiteinde van de ketel, een scheidingscompartiment gevormd is dat de compartimenten van elkaar scheidt en middelen zijn voorzien om gas uit deze scheidingscompartimenten te verwijderen. 



  Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een adsorptiedroger en van een compressorinstallatie voorzien van dergelijke adsorptiedroger volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een compressorinstallatie 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 voorzien van een adsorptiedroger volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1. 



  De compressorinstallatie schematisch weergegeven in figuur 1 bestaat uit, enerzijds, een compressor 1 die in hoofdzaak een compressorelement 2 bezit, en in de uitlaatleiding 3 daarvan een koeler 4 gevolgd door een waterafscheider 5, en, anderzijds, een adsorptiedroger 6 van het type met een rotor 7 die continu wentelbaar in een opstaande ketel 8 is opgesteld en waarin een droogkamer 9 en een regeneratiekamer 10 worden gevormd. 



  De rotor 7 is vastgemaakt op een verticale as 11 die gelagerd is in een lager 12 in het onderste uiteinde van de ketel 8 en, normaal gezien continu aangedreven wordt door een motor 13 die aandrijfmiddelen voor de rotor 7 vormt. 



  De rotor 7 bestaat uit een bundel verticale pijpen. 



  Op de uiteinden van de rotor 7 worden deze pijpen samen gehouden door een ring 14 of   15.   



  Met behulp van de onderste ring 14 rust de rotor 7 op een rand van de ketel 8. Zowel op de onderste ring 14 als op de bovenste ring 15 is een rubberen afdichting 16 bevestigd die tegen de ketelwand sleept. 



  De droogkamer 9 en de regeneratiekamer 10 worden gevormd door gedeelten van de rotor 7 die het spiegelbeeld van 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 elkaar zijn en die samen de as 11 omringen. 



  Voornoemde pijpen die zowel de droogkamer 9 als de regeneratiekamer 10 vormen zijn gevuld met een regenereerbaar droogmiddel 18 zoals silicagel. 



  De tegenover de uiteinden van de rotor 7 gelegen uiteinden van de ketel 8 zijn door schotten 19 gescheiden in compartimenten, namelijk twee compartimenten 20 en 21 bovenaan met daartussen een scheidingscompartiment 22 en twee compartimenten 23 en 24 onderaan met daartussen een scheidingscompartiment 25. 



  De droogkamer 9 is het gedeelte van de rotor 7 dat tussen de compartimenten 21 en 24 is gelegen, terwijl de regeneratiekamer 10 het gedeelte van de rotor 7 is dat zich tussen de compartimenten 20 en 23 uitstrekt. 



  Door de aanwezigheid van de scheidingscompartimenten 21 en 25 bezitten de droogkamer 9 en de regeneratiekamer 10 een horizontale doorsnede die kleiner is dan een halve cirkel en bijvoorbeeld een cirkelsegment van ongeveer 1600 beslaat. 



  De scheidingscompartimenten 21 en 25 staan met elkaar in verbinding via gedeelten 17 van de rotor 7 die tussen de gevormde droogkamer 9 en regeneratiekamer 10 zijn gelegen. 



  Het compartiment 20 sluit aan op het bovenste uiteinde of de ingang van de regeneratiekamer 10 en is van een inlaat 26 voorzien die via de uitlaatleiding 3 rechtstreeks met de 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 uitgang van het compressorelement 2 in verbinding staat, terwijl het compartiment 23 aansluit op het onderste uiteinde van deze regeneratiekamer 10 en van een uitlaat 27 is voorzien die via de uitlaatleiding 3 aansluit op de ingang van de koeler 4. 



  Op analoge manier sluit het onderste compartiment 24 aan op het onderste uiteinde of de ingang van de droogkamer 9 en is het van een inlaat 28 voorzien die via de uitlaatleiding 3 aansluit op de uitlaat van de waterafscheider 5, terwijl het bovenste compartiment 21 aansluit op het bovenste uiteinde of de uitgang van de droogkamer 9 en van een uitlaat 29 is voorzien. 



  Middelen zijn voorzien om gas uit deze scheidingscompartimenten 22 en 25 en dus ook uit de gedeelten 17 van de rotor 7 te verwijderen en de druk erin te verminderen tot onder de druk van het gedroogde gas in het compartiment 21. 



  In het weergegeven voorbeeld zijn deze middelen gevormd door een ejector 30 die tussen de uitlaat 27 en de koeler 4 in de uitlaatleiding 3 is geplaatst en waarvan de zuigleiding 31, die uitmondt in zijn vernauwing, aansluit op het compartiment 25. 



  In een variante kunnen deze middelen gevormd zijn door een zuigpomp of een ventilator die gas uit een van de compartimenten 22 en 25 of de gedeelten 17 van de rotor 7 wegzuigen. 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 



  De werking van de hiervoor beschreven compressorinstallatie is als volgt : Het volledige debiet warm, samengeperst gas geleverd door het compressorelement 2 stroomt via de uitlaatleiding 3, de inlaat 26 en het compartiment 20 in de regeneratiekamer 10 waar zich, althans indien de compressorinstallatie reeds een tijd in werking is, vochtig droogmiddel 18 bevindt. 



  Dit warme gas neemt in de regeneratiekamer 10 het vocht op, waardoor dit droogmiddel 18 geregenereerd wordt. Het vochtige warme gas stroomt over het compartiment 23, de uitlaat 27 en dus doorheen de ejector 30, naar de koeler 4 waar door de koeling het vocht gecondenseerd wordt. 



  Door deze stroming zal in de ejector 30 een onderdruk ontstaan zodat via de zuigleiding 31 gas gezogen wordt uit het scheidingscompartiment 25 en via de gedeelten 17 van de rotor 7 ook uit het scheidingscompartiment 22 bovenaan. 



  Hierdoor zal warm gas onder druk dat tussen de compartimenten 20 en 23, enerzijds, en de rotor 7, anderzijds onvermijdelijk lekt, niet terechtkomen in de compartimenten 21 en 24 en dus niet worden gemengd met het gekoelde en door de waterafscheider 5 ontwaterde gas. 



  In de waterafscheider 5 wordt het condenswater en het koude, ontwaterde gas via de inlaat 28 en het compartiment 24 in de droogkamer 9 gebracht waar het verder wordt gedroogd, waarna het koud en in droge toestand via het compartiment 21 en de uitlaat 29 de adsorptiedroger 6 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 verlaat om gebruikt te worden. 



  Koud gas dat eventueel uit de compartimenten 21 en 24 lekt zal terechtkomen in het scheidingscompartiment 22, respectievelijk 25, en dus via het scheidingscompartiment 25 afgezogen worden door de ejector 30 zodat geen lekkend koud gas de compartimenten 20 en 23 bereikt en het warme gas in deze laatste kan afkoelen. 



  De continue rotatiesnelheid van de rotor 7 wordt zo gekozen dat, wanneer het droogmiddel 18 in een pijp verzadigd is met vocht, deze pijp ophoudt met deel uit te maken van de droogkamer 9. Na een kleine verder wenteling van de rotor 7 zal diezelfde pijp deel gaan uitmaken van de regeneratiekamer 10 en tegen dat deze pijp ophoudt deel uit te maken van deze regeneratiekamer 10 is het droogmiddel 18 in deze pijp geregenereerd, zodat dit droogmiddel opnieuw voor het drogen kan worden gebruikt zodra de pijp opnieuw deel uitmaakt van de droogkamer 9. 



  Voor het koelen van het met vocht geladen gas van de regeneratiekamer 10 wordt de koeler gebruikt van de compressor   1,   zodat de compressorinstallatie slechts   een   koeler bezit en eenvoudig van constructie is. 



  Ook bij lage belasting wordt het gas optimaal gedroogd. 



  In de adsorptiedroger kunnen meer dan   een   droogkamer 9 en/of regeneratiekamer 10 worden gevormd, waarbij de verschillende droogkamers 9, respectievelijk regeneratiekamers 10, op een uiteinde van de ketel 8 op afzonderlijke 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 compartimenten of op een gezamenlijk compartiment uitgeven. 



  De compressor kan een meertrapscompressor zijn en dus twee of zelfs meer compressorelementen bevatten die na elkaar zijn opgesteld. In dit geval is het compressorelement dat op de adsorptiedroger 6 aangesloten is, uiteraard het laatste of hogedruk compressorelement. 



  De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen, doch dergelijke compressorinstallatie en adsorptiedroger daarvoor kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies. l.-Compressorinstallatie die minstens een compressorelement (2) bevat waarvan de uitlaat door middel van een uitlaatleiding (3) over een koeler (4) en een waterafscheider (5) aansluit op een adsorptiedroger (6) van het type dat een ketel (8) bevat, een daarin wentelbaar opgestelde rotor (7) en middelen (13) om de rotor (7) te wentelen, waarbij op elk van de uiteinden van de ketel (8), tegenover een uiteinde van de rotor (7), minstens twee gescheiden compartimenten (20, 21 ; 23, 24) gevormd zijn, respectievelijk voorzien van een in-of uitlaat (28, 26 ;

29, 27) voor de aanvoer, respectievelijk afvoer, van gas en het, tussen een compartiment (24) op het ene uiteinde en een compartiment (21) op het andere uiteinde van de ketel (8) gelegen, gedeelte van de rotor (7) een droogkamer (9) vormt, die met een regenereerbaar droogmiddel (18) gevuld is, en het, tussen het andere compartiment (20) op het eerstgenoemde uiteinde en het andere compartiment (24) op het andere uiteinde van de ketel gelegen, gedeelte van de rotor (7) een regeneratiekamer (10) vormt die is gevuld met regenereerbaar droogmiddel (18), daardoor gekenmerkt dat het gedeelte van de rotor (7) dat de regeneratiekamer (10) vormt, in de uitlaatleiding (3) tussen het compressorelement (2) en de koeler (4) is gelegen en, tussen voornoemde compartimenten (20, 21) op het ene uiteinde van de ketel (8) en tussen voornoemde compartimenten (23, 24)

op het andere uiteinde van de ketel (8), een scheidingscompartiment (22, 25) gevormd is dat de <Desc/Clms Page number 13> compartimenten (20 en 21 ; 23 en 24) van elkaar scheidt en middelen (30, 21) zijn voorzien om gas uit deze scheidingscompartimenten (22, 25) te verwijderen tot de druk in deze scheidingscompartimenten (22, 25) lager is dan de druk in het compartiment (21) dat zieh op een uiteinde van de droogkamer (9) bevindt en dat is voorzien van de uitlaat (29) voor gas.
2.-Compressorinstallatie volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de scheidingscompartimenten (22, 25) op beide uiteinden met elkaar in verbinding staan.
3.-Compressorinstallatie volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de scheidingscompartimenten (22, 25) met elkaar in verbinding staan via minstens een gedeelte (17) van de rotor (7) dat tussen de gedeelten is gelegen die de droogkamer (9) en de regeneratiekamer (10) vormen.
4.-Compressorinstallatie volgens een van de conclusies 1 tot 3, daardoor gekenmerkt dat de middelen om gas uit de scheidingscompartimenten te verwijderen een ejector (30) in de uitlaatleiding (3) bevatten die door een zuigleiding (31) met een compartiment (25) in verbinding staat.
5.-Compressorinstallatie volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de ejector (30) die tussen de adsorptiedroger (6) en de koeler (4) is gelegen.
6.-Adsorptiedroger (6) van het type dat een ketel (8) bevat, een daarin wentelbaar opgestelde rotor (7) en middelen (13) om de rotor (7) te wentelen, waarbij op elk <Desc/Clms Page number 14> van de uiteinden van de ketel (8), tegenover de een uiteinde van de rotor (7), minstens twee gescheiden compartimenten (24, 21 ; 20, 23) gevormd zijn, respectievelijk voorzien van een in-of uitlaat (28, 26 ;

29, 27) voor de aanvoer, respectievelijk afvoer, van gas en tussen een compartiment (24) op het ene uiteinde en een compartiment (21) op het andere uiteinde gelegen gedeelte van de rotor (7) een droogkamer (9) vormt die met een regenereerbaar droogmiddel (18) gevuld is en het tussen het andere compartiment (20) op het eerstgenoemde uiteinde en het andere compartiment (23) op het andere uiteinde van de ketel (8) een regeneratiekamer (10) vormt gevuld met regenereerbaar droogmiddel (18), en die daardoor gekenmerkt is dat het gedeelte van de rotor (7) dat de regeneratiekamer (10) vormt in de uitlaatleiding (3) tussen het compressorelement (2) en de koeler (4) is gelegen en, tussen voornoemde compartimenten (20, 21) op het ene uiteinde van de ketel (8) en tussen voornoemde compartimenten (23, 25) op het andere uiteinde van de ketel (8), een scheidingscompartiment (22, 25)

gevormd is dat de compartimenten (20 en 21 ; 23 en 24) van elkaar scheidt en middelen (30, 31) zijn voorzien om gas uit deze scheidingscompartimenten (22, 25) te verwijderen.
7.-Adsorptiedroger (6) volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de scheidingscompartimenten (22, 25) op beide uiteinden met elkaar in verbinding staan.
8.-Adsorptiedroger (6) volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de scheidingscompartimenten (22, 25) met elkaar in verbinding staan via minstens een gedeelt (17) <Desc/Clms Page number 15> van de rotor (7) dat tussen de gedeelten zijn gelegen die de droogkamer (9) en de regeneratiekamer (10) vormen.
9.-Adsorptiedroger (6) volgens een van de conclusies 6 tot 8, daardoor gekenmerkt dat hij slechts een droogkamer (9) en een regeneratiekamer (10) bevat.
10.-Adsorptiedroger (6) volgens conclusies 8 en 9, daardoor gekenmerkt dat de droogkamer (9) en de regeneratiekamer (10) een doorsnede dwars op hun langsrichting bezitten die de vorm heeft van een cirkelsector van ongeveer 1600.
11.-Adsorptiedroger (6) volgens een van de conclusies 6 tot 10, daardoor gekenmerkt dat de middelen om gas uit de scheidingscompartimenten te verwijderen een zuigleiding (31) bevatten die aansluit op een ejector (30).