BE1016558A3 - Inrichting voor het koelen van een gecomprimeerd gas. - Google Patents

Abstract

Inrichting voor het koelen van gecomprimeerd gas in een compressorinrichting, die is voorzien van een pre-koeler en een koeler (12), daardoor gekenmerkt dat de voornoemde prekoeler is uitgevoerd in de vorm van een ejector (4) voor het bijmengen van reeds gekoeld gas bij het te koelen gecomprimeerd gas.

Description

Inrichting voor het koelen van een gecomprimeerd gas.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichtingvoor het koelen van een gecomprimeerd gas.

Meer speciaal heeft de uitvinding betrekking op een. inrichting voor het koelen van een gecomprimeerd gas in eencompressorinrichting, welke inrichting is voorzien van eenpre-koeler en een koeler.

Men kent reeds een inrichting voor het koelen vangecomprimeerd gas die in hoofdzaak bestaat uit eentoevoerleiding voor de aanvoer van een gecomprimeerd, tekoelen gas, die verbonden is met de inlaatzijde van eenkoeler; en een afvoerleiding die met de uitlaatzijde van dekoeler is verbonden.

Bij de bekende inrichtingen is de voornoemde toevoerleidinguitgevoerd in de vorm van minstens twee leidingdelenwaartussen een roestvrij stalen prekoeler is aangebracht,die het gas afkoelt tot een temperatuur aanvaardbaar voorde voornoemde koeler, die bij voorkeur is vervaardigd uitaluminium.

Het te koelen gas stroomt door de roestvrije stalenprekoeler en vervolgens door de aluminium koeler, waarnadeze laatste het gas via de voornoemde afvoerleiding kanafleveren op de gewenste temperatuur.

Beide koelers staan bij deze bekende inrichtingen inhetzelfde koelluchtcircuit en wel zodanig dat de koelluchteerst door de aluminium koeler gaat en vervolgens door destalen prekoeler.

Een nadeel van zulke bekende inrichtingen is de hogekostprijs van de prekoeler die het gas moet koelen totaanvaardbare waarden voor de aluminium koeler.

Een ander nadeel van zulke inrichtingen is het optreden vaneen relatief grote drukval in het koelluchtcircuit, welkedrukval bepaald wordt door beide koelers.

Een nadeel is ook dat het achter elkaar plaatsen van beidenkoelers in een gemeenschappelijk koelluchtcircuit eengeheel geeft dat weinig flexibel in te bouwen is.

De huidige uitvinding heeft als doel een antwoord te biedenaan één of meer van de voornoemde en andere nadelen.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een inrichting voorhet koelen van een gecomprimeerd gas in eencompressorinrichting, welke inrichting is voorzien van eenpre-koeler en een koeler, waarbij de voornoemde pre-koeleris uitgevoerd in de vorm van een ejector voor het bijmengenvan reeds gekoeld gas bij het te koelen gecomprimeerd gas.

Een voordeel van een inrichting volgens de uitvinding isdat er slechts één traditionele koeler vereist is percompressietrap, waardoor de inrichting aanzienlijk goedkoper wordt en drukverliezen in het koelluchtcircuitafnemen.

Een bijkomend voordeel hiervan is dat de inbouwafmetingenvan zulke inrichting beperkt zijn, waardoor grotereflexibiliteit naar inbouw mogelijk is.

Een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichtingvolgens de uitvinding is voorzien van een toevoerleidingvoor de aanvoer van een gecomprimeerd, te koelen gas, dieverbonden is met de inlaatzijde van een koeler; en eenafvoerleiding die met de uitlaatzijde van de koeler isverbonden, waarbij tussen de voornoemde afvoerleiding en devoornoemde toevoerleiding een bypassleiding is aangebrachtvoor het bijmengen van reeds gekoeld gas.

Bij voorkeur bestaat de voornoemde toevoerleiding voorsamengeperst gas uit een eerste leidingdeel en een tweedeleidingdeel die. zijn verbonden met, respectievelijk, eeningang en een uitgang van de voornoemde ejector dievoorzien is van een aanzuigopening waarop de voornoemdebypassleiding is aangesloten.

Een voordeel van zulke inrichting is dat er een zeer goedevermenging van het gecomprimeerde, hete gas en hetteruggekoppelde reeds gekoelde gas wordt verkregen door hetgebruik van de voornoemde ejector.

Met het inzicht de kenmerken van de huidige uitvindingbeter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enigbeperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een inrichting voor het koelen vaneen gecomprimeerd gas weergegeven, met verwijzing naar debijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een inrichting volgens deuitvinding weergeeft; figuur 2 meer in detail en op grotere schaal hetgedeelte weergeeft dat in figuur 1 is aangeduiddoor F2.

Een inrichting 1 volgens de uitvinding voor het koelen vaneen gecomprimeerd gas in een compressorinrichting, bestaatin hoofdzaak uit een toevoer 2 van gecomprimeerd, te koelengas, bijvoorbeeld in de vorm van een één- ofmeertrapscompressor, die is verbonden met een uiteinde vaneen eerste leidingdeel 3 van een toevoerleiding.

Het andere uiteinde van het voornoemde eerste leidingdeel 3is volgens de uitvinding verbonden met een ingang van eenejector 4 en meer speciaal met een inlaatstuk 5 daarvan,welke ejector 4 een pre-koeler vormt.

Het voornoemde inlaatstuk 5 van de ejector 4 bestaat inhoofdzaak uit een trechtervormig lichaam 6 waarvan hetversmald gedeelte zich uitstrekt in een kanaal dat wordtbegrensd door een spruitstuk 7 en meer speciaal in eeneerste gedeelte 8 van dit kanaal, dat conisch versmalt naarde uitgang van de ejector 4 toe.

Het tweede gedeelte 9 van het voornoemde kanaal is tapsverbreed uitgevoerd ten opzichte van het eerste gedeelte 8en geeft uit op de uitgang van de ejector 4.

Tevens is de ejector 4 ter hoogte van het eerste gedeelte 8van het kanaal voorzien van een dwars opstaand leidingdeel10 dat de aanzuigopening van het voornoemde spruitstuk 7vormt.

De voornoemde uitgang van de ejector 4 is door middel vaneen tweede leidingdeel 11 van de toevoerleiding verbondenmet de ingang van een koeler 12.

Op de uitgang van de voornoemde koeler 12 sluit eenafvoerleiding 13 aan voor het afvoeren van hetgecomprimeerde en gekoelde gas naar een niet weergegevenpersluchtnet waarop één of meer verbruikers kunnen zijn aangesloten.

Op de voornoemde afvoerleiding 13 is een aftakkingaangesloten in de vorm van een bypassleiding 14 die tevensverbonden is met het voornoemde dwars opstaand leidingdeel10 al dan niet doordat zij hier ééndelig mee is uitgevoerd.

In de voornoemde bypassleiding 14 is optioneel eenregelventiel 15 aangebracht dat in dit geval is verbondenmet een controller 16.

De aanwezigheid van zulk een regelventiel 15 is echter geenvereiste bij een inrichting 1 volgens de uitvinding.

Het gebruik van een inrichting 1 volgens de huidigeuitvinding is zeer eenvoudig en als volgt.

Gecomprimeerd en verhit gas wordt vanaf de voornoemdetoevoer 2 van gecomprimeerd, te koelen gas doorheen devoornoemde toevoerleiding naar de koeler 12 geperst, waarhet wordt gekoeld.

Het gecomprimeerde en gekoelde gas dat de koeler verlaatwordt via de afvoerleiding naar het net gevoerd, waar hetkan worden aangewend.

Doordat het inlaatstuk 5 van de ejector 4 versmald isuitgevoerd, stijgt de snelheid van het gas en neemt destatische druk plaatselijk af, zodat, ter hoogte van deuitlaatopening van dit inlaatstuk 5, een relatieveonderdruk ontstaat en doorheen de bypassleiding 14 gekoeldgas wordt aangezogen.

Hierdoor kunnen drukverliezen die zich voordoen in dekoeler 12 op eenvoudige wijze gecompenseerd worden.

Het gekoeld gas dat via de bypassleiding 14 wordtaangezogen, wordt in de ejector vermengd met verhitgecomprimeerd gas afkomstig van de toevoer 2 vangecomprimeerd en verhit gas.

Doordat het tweede gedeelte 9 van het kanaal in de ejector4 conisch verbreed is uitgevoerd, neemt destromingssnelheid van het mengsel af, waardoor de statischedruk terug wordt opgebouwd.

De temperatuur van het mengsel dat de koeler 12binnentreedt, kan nauwkeurig geregeld worden door middelvan het regelventiel 15 dat wordt aangestuurd door middelvan een controller 16.

Hiertoe is de voornoemde controller 16 bij voorkeurverbonden met één of meer niet in de figuren weergegeventemperatuursensoren die bijvoorbeeld in de voornoemdetoevoerleiding of in de koeler 12 zijn aangebracht, zodateen vooraf ingestelde mengtemperatuur kan worden bekomen.

Indien de voornoemde controller 16 een toename van demengtemperatuur aan de ingang van de koeler 12 vaststelt,kan deze hierop reageren door het voornoemde regelventiel15 verder te openen, waardoor een grotere hoeveelheidgekoeld gas in de ejector 4 wordt toegevoerd en detemperatuur opnieuw afneemt.

Omgekeerd wordt het regelventiel 15 verder gesloten wanneerde mengtemperatuur te laag wordt om de koeler 12 optimaalte laten renderen.

In dit geval is het voornoemde regelventiel 15 aangeslotenop een controller 16. Het is echter duidelijk dat dit geenvereiste is en dat het regelventiel 15 eveneens manueelregelbaar kan worden uitgevoerd.

Het is duidelijk dat een inrichting 1 volgens de uitvindingniet beperkt is tot het gebruik bij een enkelvoudigecompressietrap, maar dat zij eveneens kan worden toegepast tussen twee opeenvolgende trappen van eenmeertrapscompressor, waarbij de voornoemde inrichting 1 eentussenkoeler vormt.

Het spreekt echter voor zich dat de koeler 12 kan wordenuitgevoerd in de vorm van verschillende types van bekendewarmtewisselaars en niet beperkt is tot een luchtgekoeldewarmtewisselaar zoals weergegeven in figuur 1.

Ook is het duidelijk dat de voornoemde koeler 12 inallerlei materialen kan worden verwezenlijkt, zoalsbijvoorbeeld aluminium of een aluminiumlegering.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van een inrichting 1volgens de uitvinding wordt, zoals schematisch instreeplijn is weergegeven in figuur 1, tussen de koeler 12en de bypassleiding 14 nog een waterafscheider 17 voorzienvoor het opvangen van condensât ievocht te wijten aan dekoeling van het gas.

In nog een andere uitvoeringsvorm van een inrichting 1volgens de uitvinding, is de voornoemde ejector 4losmaakbaar tussen het voornoemde eerste en tweedeleidingdeel, respectievelijk 3 en 11, aangebracht,bijvoorbeeld door middel van één of meer flensverbindingen.

Dit heeft als voordeel dat, afhankelijk van de toevoer 2van gecomprimeerd en verhit gas van de koeler 12 en van debelasting van de inrichting 1 een andere ejector 4 kanworden aangebracht, met andere binnenafmetingen en/ofvormgeving, zodat een aangepaste bypass plaatsvindt.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de alsvoorbeeld beschreven en in de figuren weergegevenuitvoeringsvormen, doch een inrichting volgens deuitvinding voor het koelen van een gecomprimeerd gas kan inallerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonderbuiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (10)

1. Inrichting voor het koelen van gecomprimeerd gas in eencompressorinrichting, die is voorzien van een pre-koeler eneen koeler (12), daardoor gekenmerkt dat de voornoemde pre-koeler is uitgevoerd in de vorm van een ejector (4) voorhet bijmengen van reeds gekoeld gas bij het te koelengecomprimeerd gas.

2. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt datde voornoemde inrichting is voorzien van een toevoerleiding(3-11) voor de aanvoer van een gecomprimeerd, te koelengas, die verbonden is met de inlaat zij de van de voornoemdekoeler (12) ; en een afvoerleiding (13) die met deuitlaatzijde van deze koeler (12) is verbonden, waarbijtussen de voornoemde afvoerleiding (13) en de voornoemdetoevoerleiding (3-11) een bypassleiding (14) is aangebrachtvoor het bijmengen van reeds gekoeld gas.

3. Inrichting volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt datde voornoemde toevoerleiding bestaat uit een eersteleidingdeel (3) en een tweede leidingdeel (11) die zijnverbonden met, respectievelijk, een ingang en een uitgangvan de voornoemde ejector (4) die voorzien is van eenaanzuigopening waarop de voornoemde bypassleiding (14) isaangesloten.

4. Inrichting volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt datde voornoemde ejector (4) bestaat uit een trechtervormiginlaatstuk (5) dat met zijn versmald gedeelte tenminste gedeeltelijk in een kanaal is aangebracht dat wordtbegrensd door een spruitstuk (7) met een opstaandleidingdeel (10) dat de voornoemde aanzuigopening vormt; endat de voornoemde bypassleiding (14) is verbonden met ditopstaand leidingdeel (10).

5. Inrichting volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt datin de voornoemde bypassleiding (14) een regelventiel (15)is aangebracht.

6. Inrichting volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dathet voornoemde regelventiel (15) is verbonden met eencontroller (16).

7. Inrichting volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt datde voornoemde controller (16) is verbonden met één of meertemperatuursensoren.

8. Inrichting volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dathet voornoemde trechtervormig inlaatstuk (5) zich met zijnversmald gedeelte uitstrekt in een eerste gedeelte (8) vanhet voornoemde kanaal, dat taps toeloopt in de zin van deingang naar de uitgang van de ejector (4).

9. Inrichting volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dathet voornoemde kanaal is voorzien van een tweede gedeelte(9) dat conisch verbreedt ten opzichte van het eerstegedeelte (8) en dat uitgeeft op de uitgang van de ejector(4) . 2005/0149

10.- Inrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerktdat de voornoemde ejector (4) losmaakbaar is aangebrachttussen het voornoemde eerste en tweede leidingdeel (3 en11) -