BE1022120B1 - Droger voor samengeperst gas, compressorinstallatie voorzien van een droger en werkwijze voor het drogen van gas - Google Patents

Abstract

Droger voor samengeperst gas, compressorinstallatie voorzien van een droger en werkwijze voor het drogen van gas. Droger die is voorzien van een drukvat (2.) met een droogzone (3) en een regeneratiezone (5); waarbij de regeneratiezone (5) een eerste deelzone (6) en een tweede deelzone (7) omvat; waarbij de droger verder een in het drukvat (2) roteerbare trommel (9) met een droogmiddel (8) omvat, waarbij de uitlaat van de regeneratiezóne (5) via een verbindingsleiding (13) met een koeler (15) en een condensaatafscheider is verbonden met de droogzone (3); waarbij op de uitlaat van de droogzone (3) een aftakleiding (17) aansluit die tevens aansluit op de inlaat van de tweede deelzone (7); en waarbij een blower (19) is voorzien voor het bewerkstelligen van een regeneratiestroom vanuit de droogzone (3) naar de tweede deelzone (7).

Description

Droger voor samengeperst gas, compressorinstallatie voorzien van een droger en werkwij ze voor het drogen van gas.

De huidige uitvinding heeft betrekking pp een droger voor samengeperst gas, een cómpressorinstallatie en een werkwijze voor het drogen van gas-

Er zijn reeds drogers voor samengeperst gas bekend wélke drogers zijn voorzien van een drukvat met daarin een droogzone en een regeneratiezone en eventueel een koelzone; een eerste inlaat van de droogzone voor de toevoer van te. drogen, samengeperst gas en een eerste uitlaat van de droogzone voor de afvoer van gedroogd gas; een tweede inlaat van de regeneratiezone voor de toevoer van een warm regeneratiegas en een tweede uitlaat van de regeneratiezone; een in het drukvat roteerbare trommel met daarin een regenereerbaar droogmiddel en aandrijfmiddelen voor het laten roteren van de voornoemde trommel zodanig dat het droogmiddel achtereenvolgens doorheen de droogzone en de regeneratiezone wordt verplaatst, waarbij de voornoemde tweede uitlaat van de regeneratiezone door middel van een verbindingsleiding met daarin een koeler en een condensaatafscheider, is verbonden met de voornoemde eerste inlaat van de droogzone en de droger zodanig is geconfigureerd dat, tijdens de werking van de droger, het debiet gas dat de regeneratiezone en de eventuele koelzone via de tweede uitlaat verlaat, gelijk of nagenoeg gelijk is aan het debiet gas dat vervolgens via de eerste inlaat in de droogzone wordt geleid om te worden gedroogd.

Een voorbeeld van een droger waarbij het debiet regeneratiegas dat de regeneratiezone verlaat overeenstemt met het debiet te drogen gas dat in de droogzone wordt geleid, is beschreven in het WO 01/87463. Het warm, samengeperst gas wordt eerst doorheen de regeneratiezone geleid waar het dienst doet als regeneratiegas en vocht opneemt uit het droogmiddel voor de regeneratie daarvan. In de in het WO 01/87463 beschreven uitvoeringsvorm wordt bijvoorbeeld omgevingslucht samengeperst, welke lucht tijdens de compressie niet enkel een drukverhoging ondergaat, maar tevens een toename van temperatuur ondervindt waardoor de relatieve vochtigheid van deze lucht daalt en deze lucht in staat is om vocht uit het droogmiddel op te nemen. Drogers die gebruik maken van de in het samengeperste gas aanwezige compressiewarmte, zijn in de industrie ook wel bekend onder de naam 'heat-of-compression' drogers of HOC-drogers.

Na doorgang doorheen de regeneratiezone vertoont het warme regeneratiegas een hogere relatieve vochtigheid. Het vochtige gas dat de regeneratiezone verlaat wordt vervolgens doorheen een koeler in de verbindingsleiding geleid waardoor de temperatuur van dit gas daalt tot beneden het drukdauwpunt en er condensatie van het in de lucht aanwezige vocht optreedt. De hierbij gevormde druppels worden vervolgens in de condensaatafscheider afgevoerd waardoor het nu gekoelde, samengeperste gas 100% verzadigd is en integraal naar de eerste inlaat van de droogzone wordt geleid en vervolgens doorheen deze droogzone, waar het droogmiddel vocht uit dit samengeperst gas onttrekt door middel van sorptie (adsorptie en/of absorptie). Het gedroogde gas dat de droogzone verlaat kan in een stroomafwaarts gelegen persluchtnetwerk worden aangewend voor allerhande doeleinden zoals voor pneumatische transporten, de aandrijving van pneumatisch gedreven gereedschappen en dergelijke.

Typerend aan het hierboven beschreven type van droger uit het WO 01/87463 is dat het volledige of nagenoeg het volledige debiet samengeperst gas, afkomstig van de compressor, eerst doorheen de regeneratiezone wordt geleid en vervolgens integraal doorheen de droogzone wordt geleid. Drogers die gebruik maken Van zulke integrale doorstroming van het gas doorheen de regeneratiezone en de droogzone, worden ook wel full-flow drogers genoemd.

In andere opstellingen, bijvoorbeeld zoals beschreven in het WO 2006/012711, wordt het grootste gedeelte van het warme, samengeperste gas dat de compressor verlaat eerst doorheen een nakoeler ( 'aftercooler') geleid om vervolgens naar de droogzone te worden gevoerd. Slechts een gedeelte van het warme, samengeperste gas wordt stroomafwaarts van de compressor en stroomopwaarts van de nakoeler afgetakt om naar de regeneratiezone te worden gevoerd voor het regenereren van het droogmiddel. Zulke droger zoals beschreven in het WO 2006/012711 is aldus een heat-of-compression droger, maar functioneert niet volgens het full flow principe, vermits niet het volledige debiet warm, samengeperst gas wordt aangewend als regeneratiegas.

Ook in het WO 2011/017782 is een heat-of-compression droger beschreven die niet werkt volgens het voornoemde full flow principe. De droger zoals beschreven in het WO 2011/017782 vertoont het bijzondere kenmerk dat de regeneratiezone twee deelzones omvat, met name een eerste deelzone waar doorheen een eerste regeneratiestroom wordt gevoerd en een tweede deelzone waar doorheen een tweede regeneratiestroom wordt gevoerd en waarbij de droger zodanig is geconfigureerd dat de relatieve vochtigheid van de voornoemde tweede regeneratiestroom lager is dan de relatieve vochtigheid van de voornoemde eerste regeneratiestroom die doorheen de eerste deèlzone wordt geleid. De tweede deelzone bevindt zich bij . voorkeur aan het einde van de regeneratiezone. Op deze wijze kan meer vocht uit het droogmiddel worden opgenomen dan op klassieke wijze, waardoor vervolgens door het droogmiddel meer vocht kan worden opgenomen uit het te drogen gas in de droogzone.

Bij zulke droger volgens het WO 2011/017782 kan het gebeuren dat in bepaalde omstandigheden, bijvoorbeeld bij opstart van de compressor die te drogen gas aanvoert naar de droger, de gewenste stroming van de tweede regeneratiestroom niet kan worden verwezenlijkt vermits de druk in de droogzone nog niet voldoende is opgebouwd. In sommige gevallen zou zelfs tijdelijk gas zich uit de regeneratiezone, via eventuele lekken of zelfs via de aftakleiding, in de uitlaat van de droogzone kunnen begeven wat ongewenste dauwpuntpieken tot gevolg zou kunnen hebben. De huidige uitvinding beoogt zulks in zo veel mogelijk omstandigheden te vermijden.

De huidige uitvinding betreft een verbeterde droger die zowel voor wat betreft energieverbruik als voor wat betreft drogerefficiëntie optimale prestaties levert door, enerzijds, intrinsieke warmte in aangevoerd samengeperst gas optimaal te benutten, en anderzijds, een diepdroging van het droogmiddel te bekomen waardoor ook de relatieve vochtigheid van het samengeperst gas dat de droger verlaat zo laag mogelijk kan worden gebracht. Daarenboven beoogt de -uitvinding de hoge drogerefficiëntie in zo veel mogelijk gebruikscondities zo optimaal mogelijk te kunnen waarborgen en ook bij een opstart van het systeem dauwpuntpieken te vermijden.

Hiertoe betreft de huidige uitvinding een droger voor samengeperst gas, welke droger is voorzien van een drukvat met daarin een droogzone en een regeneratiezone; een eerste inlaat van de droogzone voor toevoer van te drogen, samengeperst gas en een eerste uitlaat van de droogzone voor de afvoer van gedroogd gas; waarbij de voornoemde regeneratiezone een eerste deelzone omvat met een eerste inlaat voor een eerste regeneratiestroöm en een tweede deelzone met een tweede inlaat voor een tweede regeneratiestroom en waarbij de regeneratiezone verder is voorzien van een tweede uitlaat voor de regeneratiestromen van de eerste en tweede deelzones; waarbij de droger verder is voorzien van een in het drukvat roteerbare trommel met daarin een regenereerbaar droogmiddel en aandrijfmiddelen voor het laten roteren van de voornoemde trommel zodanig dat het droogmiddel achtereenvolgens doorheen de droogzone en de regeneratiezone kan worden verplaatst, waarbij de voornoemde tweede uitlaat van de regeneratiezone door middel van een verbindingsleiding met daarin een koeler en een condensaatafscheider, is verbonden met de voornoemde eerste inlaat van de droogzone, waarbij op de eerste uitlaat van de droogzone een eerste uiteinde van een aftakleiding aansluit die met haar andere uiteinde aansluit op de voornoemde tweede inlaat van de tweede deelzone, en waarbij middelen zijn voorzien voor het bewerkstelligen van de voornoemde tweede regeneratiestroom vanuit de droogzone, doorheen de aftakleiding, naar de tweede deelzone, welke middelen een blower omvatten in de voornoemde verbindingsleiding.

Door de aanwezigheid van de voornoemde middelen voor het bewerkstelligen van de tweede regeneratiestroom, wordt verzekerd dat zeer droog gas steeds vanaf de uitlaat van de droogzone naar de tweede deelzone wordt gevoerd voor het uitvoeren van een diepdrooghandeling van het droogmiddel.· De bedrijfszekerheid en hoge drogerefficiëntie kunnen aldus worden verzekerd.

Naast het bereiken van het genoemde doel van het verzekeren. van de hoge efficiëntie in verschillende condities, leidt de keuze van de plaatsing van de middelen voor het bewerkstelligen van de tweede regeneratiestroom tevens tot de mogelijkheid om de druk aan de eerste uitlaat van de droogzone hoger te regelen dan de druk aan de eerste inlaat van de eerste deelzone van de regeneratiezone, waardoor wordt verhindert dat vochtig gas vanuit de inlaat van de eerste deelzone van de regeneratiezone zich via eventuele lekken naar de uitlaat van de droogzone zou kunnen begeven en aldus de vochtigheidsgraad van het gedroogde gas negatief zou kunnen beïnvloeden.

De voornoemde tweede deelzone bevindt zich volgens een voorkeurdragend kenmerk aan het einde van de regeneratiezone, of met andere woorden aan de zijde van de regeneratiezone langs waar het droogmiddel, tijdens het roteren van de trommel, de regeneratiezone verlaat om opnieuw in de droogzone terecht te komen.

De voornoemde blower is volgens een bijzondere uitvoeringsvorm voorzien van aanstuurbare aandrijfmiddelen die verbonden zijn met een sturingssysteem waarop één of meer sensoren zijn aangesloten voor het bepalen van het drukverschil tussen de uitlaat van de droogzone, enerzijds, en de inlaat van de eerste deelzone van de regeneratiezone, anderzijds, en waarbij het voornoemde sturingssysteem is voorzien van eén algoritme dat op basis van het voornoemde drukverschil het toerental van de voornoemde aandrijfmiddelen aanstuurt.

Op deze wijze kan een actieve, continue regeling worden toegepast die onder alle omstandigheden verhindert dat er vochtig gas in de uitlaat van de droogzone terecht komt. Een verdere toename van de betrouwbaarheid van de droger kan aldus worden verkregen.

Volgens een bijzonder kenmerk van de uitvinding is de droger verder voorzien van restrictiemiddelen die verhinderen dat gas vanuit de droogzone, via de verbindingsleiding naar de regeneratiezone kan stromen. Zulke restrictiemiddelen kunnen volgens één uitvoeringsvorm een terugslagklep omvatten die in de voornoemde verbindingsleiding is aangebracht en die zodanig geconfigureerd is dat zij enkel een gasstroming van de regeneratiezone naar de droogzone toelaat en niet omgekeerd.

Op deze wijze kan ervoor worden gezorgd dat, ook wanneer de droger niet in werking is omdat er geen te drogen gas wordt aangevoerd, de droogzone minstens gedurende een bepaalde tijd op druk kan worden gehouden en ook bij het opnieuw opstarten van de droger het voornoemde drukverschil aanwezig is of minstens versneld kan worden bereikt.

Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding is in de voornoemde aftakleiding een verwarmingselement ( 'heater') voorzien. Het voornoemde verwarmingselement kan eventueel regelbaar worden uitgevoerd. De aanwezigheid van het verwarmingselement laat toe de relatieve vochtigheid van de tweede regeneratiestroom nog verder te doen afnemen, waardoor een diepere droging van het droogmiddel kan worden verwezenlijkt.

De huidige uitvinding heeft eveneens betrekking op een compressorinstallatie voorzien van een compressor met een inlaat voor samen te persen gas en een persléiding voor samengeperst gas, welke persleiding aansluit op een eerste inlaat van.een eerste deelzone van een regeneratiezone van een droger voor de toevoer van een eerste regeneratiestroom in deze eerste deelzone, waarbij de droger een drukvat omvat met daarin de voornoemde regeneratiezone en een droogzone; waarbij deze droger verder is voorzien van een eerste inlaat van de droogzone en een eerste uitlaat van de droogzone, van een tweede deelzone van de regeneratiezone met een tweede inlaat en van een tweede uitlaat van de regeneratiezone; waarbij een in het drukvat roteerbare trommel is voorzien met daarin een regenereerbaar droogmiddel en aandrijfmiddelen voor het laten roteren van de voornoemde trommel zodanig dat het droogmiddel achtereenvolgens doorheen de droogzone en de regeneratiezone wordt verplaatst; waarbij de voornoemde tweede uitlaat van de regeneratiezone door middel van een verbindingsleiding met daarin een koeler en een condensaatafscheider, is verbonden met de voornoemde eerste inlaat van de droogzone; waarbij de eerste uitlaat van de droogzone via een aftakleiding is aangesloten op de voornoemde tweede inlaat van de tweede deelzone voor de aanvoer van een tweede regeneratiestroom, en waarbij middelen zijn voorzien voor het bewerkstelligen van de voornoemde tweede regeneratiestroom vanuit de droogzone, doorheen de aftakleiding, naar de tweede deelzone, welke middelen een blower omvatten in de voornoemde verbindingsleiding.

Zulke compressorinrichting vertoont de hiervoor beschreven voordelen van hoge betrouwbaarheid, optimalisatie van diepdroging van het droogmiddel én van energiebesparende . maatregelen door toepassing van het full flow principe.

De droger die deel uitmaakt van een compressorinstallatie volgens . de uitvinding kan op velerlei wijzen worden uitgevoerd en kan al dan. niet de voorkeurdragende kenmerken vertonen die hiervoor reeds beschreven zijn met de bijhorende voordelen tot gevolg.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van een compressorinstallatie volgens de uitvinding sluit op de voornoemde persleiding geen aftakkingsleiding aan.

Volgens een bijzonder aspect van de uitvinding is de voornoemde blower voorzien van een aanstuurbare aandrijving, bijvoorbeeld in de vorm van een frequentiegestuurde motor. Ook de compressor voor de aanvoer van te drogen gas kan volgens een bijzonder aspect van de uitvinding zijn voorzien van een aanstuurbare aandrijving, bijvoorbeeld in de vorm van een frequentiegestuurde motor. In het geval zowel de compressor als de blower zijn voorzien van zulke aanstuurbare aandrijving is het voorkeurdragend om voor beiden een gemeenschappelijk sturingssysteem te voorzien. Het voornoemde sturingssysteem kan worden voorzien van een algoritme dat de blower stopt wanneer de compressor stopt. Desgevallend kunnen tevens restrictiemiddelen worden voorzien die verhinderen dat gas vanuit de droogzone, via de verbindingsleiding naar de regeneratiezone kan stromen.

Zulke restrictiemiddelen kunnen volgens een bijzondere uitvoeringsvorm aan aanstuurbare afsluitèr omvatten die al dan niet met het voornoemd sturingssysteem zijn verbonden voor de aansturing van deze afsluiter.

De huidige uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het drogen van samengeperst gas, waarbij deze werkwijze de stappen omvat van: - de volledige warme, samengeperste gasstroom afkomstig van een compressor doorheen een eerste deelzone van de regeneratiezone van een droger te sturen die is voorzien van een drukvat met daarin naast de voornoemde regeneratiezone nog een droogzone en een in het drukvat roteerbare trommel met daarin een regenereerbaar droogmiddel en aandrijfmiddelen voor het laten roteren van de voornoemde trommel zodanig dat het droogmiddel achtereenvolgens doorheen de droogzone en de regeneratiezone wordt verplaatst; - het vervolgens koelen van de voornoemde gasstroom, na doorgang doorheen de voornoemde regeneratiezone en het afscheiden van het condensaat uit deze gasstroom; - het vervolgens doorheen de voornoemde droogzone leiden van de betreffende gasstroom voor het drogen van deze gasstroom voor gebruik in verdere toepassingen; - het doorheen een tweede deelzone van de regeneratiezone voeren van een tweede regeneratiestroom waarvan de relatieve vochtigheid lager is dan deze van de eerste regeneratiestroom

Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding bestaat de tweede regeneratiestroom uit een gedeelte van het gedroogd gas dat wordt afgetakt aan de eerste uitlaat van de droogzone dat wordt teruggeleid naar een tweede inlaat van de voornoemde tweede deelzone van de régénérâtiezone.

Een voorkeurdragend kenmerk van een werkwijze volgens de uitvinding voor het drogen van gas, bestaat erin dat het afgetakt gedeelte gedroogd gas eerst wordt verhit alvorens naar de tweede deelzone van de régénérâtiezone te worden geleid.

Een bijzonder aspect van de uitvinding bestaat erin van de gasstroom die de regeneratiezone verlaat via de verbindingsleiding, te onderwerpen aan een drukverhoging zodanig dat de druk aan de uitlaat van de droogzone hoger is dan de druk aan de inlaat van de eerste deelzone van de regeneratiezone.

Met het inzicht de kenmerken van de huidige uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeeld, zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een droger en een compressorinstallatie volgens de uitvinding, en enkele voorkeurdragende wijzen voor het uitvoeren van een werkwijze volgens de uitvinding voor het drogen van samengeperst gas, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in perspectief een gedeelte van een droger volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 schematisch een compressorinstallatie volgens de uitvinding weergeeft; figuur 3 schematisch de layout van een gedeelte van een droger volgens de uitvinding weergeeft; de figuren 4 tot 7 varianten weergeven van een compressorinstallatie volgens figuur 2.

Figuur 1 toont een gedeelte 1 van een droger volgens de uitvinding, voor samengeperst gas. Het gedeelte 1 van de droger is voorzien van een behuizing in de vórm van een drukvat 2 mét daarin een droogzone 3, een optionele koelzone 4 en een regeneratiezone 5 die, volgens een specifiek kenmerk van de uitvinding, twee deelzones 6 en 7 omvat, respectievelijk een eerste deelzone 6 en een tweede deelzone 7.

De voornoemde eerste deelzone 6 sluit bij voorkeur aan op het einde van de droogzone 3, térWijl de tweede deelzone 7 aansluit op de eerste deelzone 6 en, in dit geval, doch niet noodzakelijk, wordt gevolgd door koelzone 4 die op haar beurt aansluit op het begin van de droogzone 3.

De eerste deelzone 6 bevindt zich daarom aan het begin van de regeneratiezone 5, of met andere woorden aan het gedeelte van de droogzone 3 waarlangs, tijdens de werking van de droger, vochthoudend droogmiddel 8 de regeneratiezone binnentreedt, terwijl de tweede deelzone 7 zich aan het einde van de regeneratiezone 5 bevindt, of met andere woorden aan het gedeelte van de regeneratiezone waarlangs het geregenereerde droogmiddel 8 de regeneratiezone 5 verlaat en de koelzone 4 binnentreedt.

Met het einde van de droogzone 3, wordt hier het gedeelte van de droogzone 3 bedoeld waarlangs het vochthoudende droogmiddel 8 de droogzone 3 verlaat bij het roteren van de trommel 9, terwijl met het begin van de droogzone 3, het gedeelte van de droogzone 3 wordt bedoeld waarin vers geregenereerd droogmiddel 8 binnentreedt.

In de behuizing 2 is een roterende trommel 9 aangebracht waarin een droogmiddel 8 of zogenaamd desiccant is voorzien, bijvoorbeeld in de vorm van silicagel, actieve alumina, geactiveerde koolstof of een ander materiaal dat toelaat vocht uit een gasstroom op te nemen.

De droger 1 is tevens voorzien van niet in de figuren weergegeven aandrijfmiddelen, bijvoorbeeld in de vorm van een motor, voor het laten roteren van de trommel 9, zodanig dat het droogmiddel 8 achtereenvolgens door de droogzone 3, de régénérâtiezone 5 en de koelzone 4 wordt verplaatst.

Figuur 2 toont een compressorinstallatie volgens de uitvinding die, naast het voornoemde gedeelte 1, een persleiding 10 omvat die een verbinding vormt tussen de uitlaat van een compressor 11 en een inlaat van de eerste deelzone 6. De compressor 11 maakt eveneens deel uit van de compressorinstallatie.

Het is duidelijk dat de voornoemde compressor 11 van verschillende types kan zijn, bijvoorbeeld een schroefcompressor die al dan niet als meertrapsmachine kan zijn uitgevoerd.

Volgens een voorkeurdragend aspect van de uitvinding sluit op de voornoemde persleiding 10 geen aftakking aan zodat tijdens de werking het gehele debiet warm, samengeperst gas afkomstig van de compressor 11 naar de regeneratiezone 5, en meer specifiek naar de eerste deelzone 6 van de regeneratiezone 5 wordt geleid.

Verder is er een verbindingsleiding 13 voorzien voor de gasstromen, gebruikt voor regeneratie (en in dit voorbeeld ook voor de koeling), welke verbindingsleiding 13 de gemeenschappelijke uitlaat van de eerste en tweede deelzones 6 en 7 van de regeneratiezone 5 en in dit geval tevens van de koelzone 4 verbindt met de eerste inlaat van de droogzone 3. In deze verbindingsleiding 13 is een koeler 15 en een condensaatafscheider voorzien, waarbij de genoemde condensaatafscheider al dan niet in dé koeler 15 geïntegreerd kan zijn.

Aan de eerste uitlaat van de droogzone 3 is, enerzijds, een afnamepunt 16 voorzien waarlangs het gedroogde gas voor verder gebruik kan afgevoerd worden en wordt, anderzijds, een aftakleiding 17 voorzien die een deel van- het gedroogde gas doorheen een optioneel verwarmingselement 18 stuurt dat in de betreffende aftakleiding 17 kan zijn aangebracht en dit deel afgetakt gas vervolgens doorheen de tweede deelzone 7 van de regeneratiezone 5 leidt. De aanwezigheid van het verwarmingselement 18 is voorkeurdragend voor de uitvinding, doch, niet noodzakelijk.

Volgens een bijzonder aspect van de uitvinding omvat de droger middelen voor het bewerkstelligen van de tweede regeneratiestroom vanaf de eerste uitlaat van de droogzone 3 naar de tweede inlaat van de tweede deelzone 7 van de regeneratiezone 5, welke middelen een blower 19 omvatten.

De werking van de compressorinstallatie volgens figuur 2 is zeer eenvoudig en als volgt.

De richting van de stromen is in de figuren aangegeven. Pijl A toont de stroomzin van de stroom doorheen de droogzone 3 van de droger. De stroomzin van de overige gasstromen doorheen de regeneratie- en koelzones, is, in het weergegeven voorbeeld, tegengesteld gericht aan de stroomzin A van de stroom door de droogzone 3, zoals weergegeven door de pijlen B, D en E. Pijl C geeft de draaizin van de trommel 9 in de behuizing van de droger weer.

Het warm, samengeperst en te drogen gas, afkomstig van de compressor 11, stroomt eèrst doorheen het droogmiddel 8 in de eerste deelzone 6. van de regeneratiezone 5 naar de voornoemde tweede uitlaat van de regeneratiezone 5. Hierbij doet dit gas dienst als een eerste regeneratiestroom die vocht uit het droogmiddel 8 opneemt, gebruik makend van de in deze eerste regeneratiestroom aanwezige compressiewarmte.

Op het einde van de beweging van het droogmiddel 8 doorheen de regeneratiezone 5, wordt, volgens een specifiek kenmerk van de uitvinding, dit droogmiddel 8 in de tweede deelzone 7 van de regeneratiezone 5, nog verder gedroogd door het droogmiddel 8 in contact te brengen met een tweede regeneratiegasstroom waarvan de relatieve vochtigheid lager is dan die van de eerste regeneratiegasstroom.

Hiertoe bestaat de tweede regeneratiegasstroom in dit geval uit gas dat wordt afgetakt van het gedroogde gas dat de droogzone 3 verlaat en dat, in dit voorbeeld doch niet noodzakelijk, alvorens via de tweede inlaat van de tweede deelzone 7 in de regeneratiezone 5 te worden gevoerd, doorheen het verwarmingselement 18 wordt geleid, waarin deze gasstroom wordt opgewarmd, teneinde de partieeldruk van het eventuele water, nog aanwezig in dit gas, te verlagen.

Het is duidelijk dat op deze manier het vochtgehalte van het droogmiddel 8 tijdens regeneratie aanzienlijk gereduceerd kan worden doordat het droogmiddel 8 in de tweede deelzone 7 van de regeneratiezone 5 wordt nagedroogd door gebruik te maken van een warm, droog gas met zeer lage relatieve vochtigheid. 'Naarmate de trommel 9 verder doordraait, wordt meer en meer vocht onttrokken aan het droogmiddel 8, tot wanneer het droogmiddel 8 de droogzone 3 bereikt, in dit geval na eerst gekoeld te zijn geweest in de koelzone 4, ontdaan van hét geadsorbeerde vocht, zodat het aldus geregenereerde droogmiddel 8 gebruikt kan worden voor droging in de droogzone 3.

Het gas dat via de tweede uitlaat van de regeneratiezone 5 in de verbindingslëiding 13 terechtkomt, wordt gekoeld door middel van koeler 15. Het hierbij gevormde condensaat wordt door middel van een condensaatafscheider (die in de koeler 15 geïntegreerd kan zijn) afgevoerd. Het 100% verzadigde gas wordt vervolgens doorheen de droogzone gevoerd waar het wordt gedroogd door middel van het droogmiddel 8. Het aldus gedroogde gas wordt via een afnamepunt 16 afgevoerd naar een stroomafwaarts gelegen verbruikersnet.

Op de hierboven beschreven wij ze wordt het droogmiddel 8 alternerend doorheen de droogzone 3 en vervolgens doorheen de regeneratiezone 5 geleid, in een continue of discontinue omwentelingsbeweging.

Het is voor de uitvinding mogelijk dat een deel van de gedroogde gasstroom wordt gebruikt om het warme geregenereerde droogmiddel 8 bij de overgang tussen de regeneratiezone 5 en de droogzone 3 te koelen in de koelzone 4, alvorens voornoemd droogmiddel 8 in contact komt met de hoofdstroom in de droogzone 3.

De aanwezigheid van zulke koelzone 4 leidt tot een optimalisatie van de droging doordat warm droogmiddel 8 niet in staat is om vocht te adsorberen, wat ertoe zou leiden dat vochtig gas doorheen de droger 1 zou kunnen lekken. Dit wordt door het gebruik van zulke koelzone 4 dus vermeden.

Figuur 3 toont een voorbeeld van een schematische indeling van een gedeelte 1 van een droger volgens de uitvinding, waarbij de verschillende sectoren of zones zichtbaar zijn gemaakt.

In het bijzonder blijkt uit deze figuur hoe de regeneratiezone 5 is opgedeeld in twee deelzones 6 en 7, waarbij de regeneratiezone 5 zich, in dit geval, uitstrekt over een omtrekhoek van nagenoeg 90 graden.

De eerste deelzone 6 strekt zich hier uit over een hoek van 75 graden, terwijl de tweede deelzone 7 zich in dit voorbeeld uitstrekt over een hoek, gelegen in een bereik van 5 graden tot 30 graden, en in dit geval over een hoek van nagenoeg 15 graden.

De droogzone 3 omvat in dit voorbeeld een cirkelsector van 255 graden, terwijl het overige deel van 15 graden, tussen de tweede deelzone 7 en de droogzone 3, de koelzone 4 uitmaakt in de cilindervormige behuizing 2 van de droger. Het spreekt voor zich dat de voormelde hoeken louter als voorbeeld zijn vermeld en geenszins beperkt zijn voor het beschermingskader van de uitvinding. Immers, ook andere hoeken kunnen worden aangewend.

Uit de figuur blijkt in welke zin de verschillende zones in de trommel 9 bij voorkeur worden doorlopen.

Door de aanwezigheid van de voornoemde middelen .voor het bewerkstelligen van de tweede regeneratiestroom wordt niet enkel de bedrijfszekerheid en de drogérefficiëntie opgedreven, dóch, deze middelen zorgen er tevens voor dat de druk aan de uitlaat van de droogzone 3 hoger kan worden gehouden dan deze aan de eerste inlaat van de eerste deelzone 6 van de régénérâtiezone 5 waardoor ook nog eens het zich voordoen van eventuele ongewenste lekken vanuit de vochtige zijde (de eerste inlaat van de eerste deelzone 6) naar de droge zijde (de eerste uitlaat van de droogzone 3) en dus het zich voordoen van pollutie van de gedroogde gasstroom, wordt uitgesloten.

In figuur 4 is een variant van een compressorinstallatie volgens figuur 2 weergegeven waarbij de voornoemde blower 19 is voorzien van aanstuurbare aandrijfmiddelen 20, bijvoorbeeld in de vorm van een frequentiegestuurde motor, welke aandrijfmiddelen 20 verbonden zijn met een sturingssysteem 21 ('controller') waarop één of meer sensoren 22 zijn aangesloten voor het bepalen van het drukverschil tussen de eerste uitlaat van de droogzone 3, enerzijds, en de eerste inlaat van de eerste deelzone 6 van de regeneratiezone 5, anderzijds, en waarbij het voornoemde sturingssysteem 21 is voorzien van een algoritme dat op basis van het voornoemde drukverschil het toerental van de voornoemde aandrijfmiddelen 20 wijzigt.

Ook de compressor 11 is in dit voorbeeld voorzien van aanstuurbare aandrijfmiddelen 23 die in dit geval, doch niet noodzakelijk, eveneens zijn verbonden met het voornoemde sturingssysteem 21 voor de aansturing daarvan.

Wanneer de druk aan de eerste inlaat van de eerste deelzone 6 lager wordt gehouden dan de druk aan de uitlaat van de droogzone 3, wordt vermeden dat zich lekken van vochtig gas kunnen voordoen naar deze droogzone 3 toe.

Tevens wordt de mogelijkheid geboden de blower 19 te stoppen wanneer de compressor 11 stopt.

Met zulke uitvoeringsvorm als getoond in figuur 4 kan het debiet van de tweede regeneratiestroom worden geregeld zodanig dat deze stroming steeds kan worden aangehouden.

Figuur 5 toont nog een variant van een compressorinstallatie volgens figuur 2, waarbij het verwarmingselement 18 in dit geval een tussenkoeler 24 ('intercooler') omvat die is voorzien tussen twee al dan niet onmiddellijk op elkaar volgende druktrappen 11a en 11b van de compressor. In de aftakleiding 17 kan desgevallend nog een gedeelte van het verwarmingselement 18 worden voorzien, bijvoorbeeld in de vorm van een apart elektrisch verwarmingselement 25.

Tussen de tussenkoeler 24 en de tweede druktrap 11b van de compressor, is in dit voorbeeld een condensaatafscheider 26 voorzien.

De werking van zulke uitvoeringsvorm is quasi analoog aan deze van figuur 2. Ook hier zal de blower 19 ervoor zorgen dat de stroming van de tweede regeneratiestroom gewaarborgd blijft, terwijl daarenboven ongewenste lekken vanuit de eerste inlaat van de eerste deelzone 5 van de regeneratiezone 5 naar de eerste uitlaat van de droogzone 3 worden vermeden.

Het belangrijkste bijkomende voordeel van deze uitvoeringsvorm bestaat erin dat er minder energie dient te worden toegevoerd aan het verwarmingselement 25 doordat compressiewarmte van na de eerste druktrap 11a wordt gerecupereerd.

Eventueel kan tussen de druktrappen 11a en 11b nog een kléine bijkomende koeler worden voorzien teneinde steeds een voldoende tussenkoeling van het samengeperste gas te kunnen verwe z enlij ken.

In het voorbeeld dat is weergegeven in figuur 6 zijn de compressor 11 en de blower 19 voorzien van een enkele aandrijving, bijvoorbeeld in de vorm van één elektrische motor 27 die de betreffende compressor 11 en blower 19 al dan niet via een overbrenging 28 (bijvoorbeeld tandwielen) aandrijft.

In dit voorbeeld is ook de optionele koelzone weggelaten. De werking van deze uitvoeringsvorm is dezelfde aan deze van de voorheen beschreven uitvoeringsvormen. Interessant aan deze uitvoeringsvorm is dat er slechts één aandrijving dient te worden voorzien, waardoor kosten kunnen worden bespaard bij de productie, de aankoop en het onderhoud.

In figuur 7 is nog een andere uitvoeringsvorm van een compressorinstallatie weergegeven die gebruik maakt van een werkwijze volgens de uitvinding voor het drogen van samengeperst gas, waarbij in dit geval de tweede regeneratiestroom naar de tweede deelzone 7 van de regeneratiezone 5 wordt afgetakt van de persleiding stroomafwaarts van de compressor 11, zonder eerst doorheen een nakoeler ('aftercooler') te zijn gestuurd. In de daartoe voorziene aftakking 29 is in dit voorbeeld een verwarmingselement 30 voorzien, teneinde de relatieve vochtigheid van de tweede regeneratiestroom hoger te laten uitvallen dan déze van de eerste regeneratiestroom. In dit geval is er geen terugkoppeling van reeds gedroogd gas vanaf de uitlaat van de droogzone 3 noodzakelijk, doch, zulks kan evenzeer nog worden voorzien.

In de verbindingsleiding 13 zijn in dit voorbeeld restrictiemiddelen 31 voorzien die verhinderen dat gas vanuit de droogzone 3, via de verbindingsleiding 13 naar de regeneratiezone 5 kan stromen. In één voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvatten de voornoemde restrictiemiddelen 26 een terugslagklep die in deze verbindingsleiding 13 is aangebracht.

De werking van zulke variante uitvoeringsvorm is in grote lijnen analoog aan deze van de voorheen beschreven uitvoeringsvormen.

In een werkwijze volgens de uitvinding moet het gas dat doorheen de tweede deelzone 7 wordt gestuurd niet noodzakelijk afkomstig zijn van de droger zelf, doch, kan dit tevens afkomstig zijn van een externe bron van gedroogd gas.

In figuur 8 is nog een andere uitvoeringsvorm van een compressorinstallatie volgens de uitvinding weergegeven, waarbij de voornoemde restrictiemiddelen 31 in dit geval zijn uitgevoerd in de vorm van een aanstuurbare afsluiter die is aangesloten op hét sturingssysteem 21. In dit voorbeeld zijn niet enkel de eerste uitlaat van de droogzone 3 en de eerste inlaat van de eerste deelzone 6 voorzien van een sensor 22, doch, is tevens aan de tweede inlaat van de tweede deelzone 7 zulke sensor 22 voorzien, bijvoorbeeld in de vorm van een druksensor die eveneens op het voornoemde sturingssysteem 21 is aangesloten.

Door gebruik tè maken van drie sensoren 22 kan een optimale drukbalans tussen de verschillende zones 3, 6 en 7 in de droger worden aangehouden door hierop in te. spelen, bijvoorbeeld door middel van de regeling van het toerental van de blower 19. Op deze wijze kunnen ongewenste lekverliezen tussen de zones 3, 6 en 7 onderling worden vermeden of kan ervoor worden gezorgd dat eventuele lekken zich voordoen in een richting die de efficiëntie van de droger minimaal aantast.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch, een droger en compressorinstallatie volgens de uitvinding en een werkwijze volgens de uitvinding voor het drogen van samengeperst gas, kunnen in velerlei vormen en afmetingen en op verschillende wijzen worden uitgevoerd, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (18)

1. Conclusies.

   1.- Droger voor samengeperst gas, welke droger is voorzien van een drukvat (2) met daarin een droogzone (3) en een regeneratiezone (5); een eerste inlaat van de droogzone (3) voor toevoer van te drogen, samengeperst gas en een eerste uitlaat van de droogzone (3) voor de af voer van gedroogd gas; waarbij de voornoemde regeneratiezone (5) een eerste deelzone (6) omvat met een eerste inlaat voor een eerste regeneratiestroom en een tweede deelzone (7) met een tweede inlaat voor een tweede regeneratiestroom en waarbij de regeneratiezone (5) verder is voorzien van een tweede uitlaat voor de regeneratiestromen van de eerste en tweede deelzones (6 en 7); waarbij de droger verder is voorzien van een in het drukvat (2) roteerbare trommel (9) met daarin een regenereerbaar droogmiddel (8) en aandrijfmiddelen voor het laten roteren van de voornoemde trommel (9) zodanig dat het droogmiddel (8) achtereenvolgens doorheen de droogzone (3) en de regeneratiezone (5) wordt verplaatst, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde tweede uitlaat van de regeneratiezone (5) door middel van een verbindingsleiding (13) met daarin een koeler (15) en een condensaatafscheider, is verbonden met de voornoemde eerste inlaat van de droogzone (3); dat op de eerste uitlaat van de droogzone (3) een eerste uiteinde van een aftakleiding (17) aansluit die met haar andere uiteinde aansluit op de voornoemde tweede inlaat van de tweede deelzone (7); en dat middelen zijn voorzien voor het bewerkstelligen van de voornoemde tweede regeneratiestroom vanuit de droogzone (3), doorheen de aftakleiding (17), naar de tweede deelzone (7), welke middelen een blower (19) omvatten in de voornoemde verbindingsleiding (13).
2. 2. - Droger volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde blower is voorzien van aanstuurbare aandrijfmiddelen (20) die verbonden zijn met een sturingssysteem (21) waarop één of meer sensoren (22) zijn aangesloten voor het bepalen van het drukverschil tussen de eerste uitlaatzone van de droogzone (3), enerzijds, en de tweede uitlaatzone van de regeneratiezone (5), anderzijds, en waarbij het voornoemde sturingssysteem (21) is voorzien van een algoritme dat op basis van het voornoemde drukverschil het toerental van de voornoemde aandrijfmiddelen (20) wijzigt.
3. 3. - Droger volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de droger is voorzien van restrictiemiddelen (26) die verhinderen dat gas vanuit de droogzone (3) , via de verbindingsleiding (13) naar de regeneratiezone (5) kan stromen.
4. 4. - Droger volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde restrictiemiddelen (26) een terugslagklep omvatten die in de voornoemde verbindingsleiding (13) is aangebracht.
5. 5. - Droger volgens conclusie 4 of 5, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde restrictiemiddelen (26) een aanstuurbare afsluiter omvatten.
6. 6. - Droger volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat in de voornoemde aftakleiding (17) een verwarmingselement (18) is voorzien.
7. 7, - Droger volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat het voornoemd verwarmingselement (18) regelbaar is uitgevoerd.
8. 8, - Compressorinstallatie voorzien van een compressor (11) met een inlaat voor samen te persen gas en een persleiding (10) voor samengeperst gas, welke persleiding (10) aansluit op een eerste inlaat van een eerste deelzone (6) van een regeneratiezone (5) van een droger voor de toevoer van een eerste regeneratiestroom in deze eerste deelzone (6), waarbij de droger een drukvat (2) omvat met daarin de voornoemde regeneratiezone (5) en een droogzone (3); waarbij deze droger verder is voorzien van een eerste inlaat van de droogzone (3) en een eerste uitlaat van de droogzone (3), van een tweede deelzone (7) van de regeneratiezone (5) met een tweede inlaat en van een tweede uitlaat van de regeneratiezone (5); waarbij een in het drukvat (2) roteerbare trommel (9) is voorzien met daarin een regenereerbaar droogmiddel (8) en aandrijfmiddelen voor het laten roteren van de voornoemde trommel (9) zodanig dat het droogmiddel (8) achtereenvolgens doorheen de droogzone (3) en de regeneratiezone (5) wordt verplaatst; daardoor gekenmerkt dat de voornoemde tweede uitlaat van de regeneratiezone (5) door middel van een verbindingsleiding (13) met daarin een koeler (15) en een condensaatafscheider, is verbonden met de voornoemde eerste inlaat van de droogzone (3); dat de eerste uitlaat van de droogzone (3) via een aftakleiding (17) is aangesloten op de voornoemde tweede inlaat van de tweede deelzone (7) voor de aanvoer van een tweede regeneratiestroom, en waarbij middelen zijn voorzien voor het bewerkstelligen van de voornoemde tweede regeneratiestroom vanuit de droogzone (3), doorheen de aftakleiding (17), naar de tweede deelzone (7), welke middelen een blower (19) omvatten in de voornoemde verbindingsleiding (13).
9. 9. - Compressorinstallatie volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde blower (19) is voorzien van een aanstuurbare aandrijving (20).
10. 10. - Compressorinstallatie volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde compressor (11) voor de aanvoer van te drogen gas is voorzien van een aanstuurbare aandrijving (23); en dat de compressorinstallatie voor beide aanstuurbare aandrijvingen (20 en 23) een gemeenschappelijk sturingssysteem (21) omvat.
11. 11. - Compressorinstallatie volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde sturingssysteem (21) is voorzien van een algoritme dat de blower (19) stopt wanneer de compressor (11) stopt.
12. 12. - Compressorinstallatie volgens één van de conclusies 8 tot 11, daardoor gekenmerkt dat de droger is voorzien van restrictiemiddelen (31) die verhinderen dat gas vanuit de droogzone (3), via de verbindingsleiding (13) naar de regeneratiezone (5) kan stromen.
13. 13. - Compressorinstallatie volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde restrictiemiddelen (31) een aanstuurbare afsluiter omvatten.
14. 14. - Compressorinstallatie volgens één van de conclusies 8 tot 13, daardoor gekenmerkt dat op de voornoemde persleiding (10) geen aftakkingsleiding aansluit.
15. 15, - Werkwijze voor het drogen van samengeperst gas, daardoor gekenmerkt dat deze werkwijze de stappen omvat van: - de volledige warme, samengeperste gasstroom afkomstig van een compressor (11) doorheen een eerste deelzone (6) van een regeneratiezone (5) van een droger te sturen die is voorzien van een drukvat (2) met daarin, naast de voornoemde regeneratiezone (5), nog een droogzone (3) en een in het drukvat (2) roteerbare trommel (9) met daarin een regenereerbaar droogmiddel (8) en aandrijfmiddelen voor het laten roteren van de voornoemde trommel (9) zodanig dat het droogmiddel (8) achtereenvolgens doorheen de droogzone (3) en de regeneratiezone (5) wordt verplaatst; - het vervolgens koelen van de voornoemde gasstroom, na doorgang doorheen de voornoemde regeneratiezone (5) en het afscheiden van het condensaat uit deze gasstroom; - het vervolgens doorheen de voornoemde droogzone (3) leiden van de betreffende gasstroom voor het drogen van deze gasstroom voor gebruik in verdere toepassingen; - het doorheen een tweede deelzone (7) van de regeneratiezone (5) voeren van een tweede regeneratiestroom waarvan de relatieve vochtigheid lager is dan deze van de eerste regeneratiestroom.
16. 16, - Werkwijze volgens conclusie 15, daardoor gekenmerkt dat de tweede regeneratiestroom bestaat uit een gedeelte van het gedroogd gas dat wordt afgetakt aan de eerste uitlaat van de droogzone (3) dat wordt teruggeleid naar een tweede inlaat van de voornoemde tweede deelzone (7) van de regeneratiezone (5) .
17. 17, - Werkwijze volgens conclusie 16, daardoor gekenmerkt dat het afgetakt gedeelte gedroogd gas eerst wordt verhit alvorens naar de tweede deelzone (7) van de regeneratiezone (5) te worden geleid.
18. 18.- Werkwijze volgens één van de conclusies 15 tot -17, daardoor gekenmerkt dat de gasstroom die de regeneratiezone (5) verlaat via de verbindingsleiding (13), wordt onderwerpen aan een drukverhoging zodanig dat de druk aan de eerste uitlaat van de droogzone (3) hoger is dan de druk aan de eerste inlaat van de eerste deelzone - (6) van de regeneratiezone (5).