BR0315044B1 - sistema de compressão para gás. - Google Patents

Description

SISTEMA DE COMPRESSÃO PARA GÁS

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção se refere à compressão de gases. Maisparticularmente, ela se refere à compressão de gás natural e/ou dehidrogênio para uso em veículos propelidos por tais gases.Especificamente, ela se refere a um aparelho e a métodos para aremoção de vapor de umidade como parte do procedimento de compressãoe separação de umidade removida de contaminantes ali. Ela também serefere à minimização da liberação de radiação eletromagnética.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

É conhecido remover a umidade do gás de modo a se armazenaresse gás para uso em um veículo motor. A umidade também éremovida de gases comprimidos para uma variedade de outrasaplicações. Tipicamente, durante o ciclo de compressão de gás, ogás sendo comprimido é passado por um leito dessecante, o qualefetua a remoção de umidade do gás. Eventualmente, o leitodessecante saturará. Um sensor de umidade pode ser empregadopara a detecção da quantidade de umidade presente no gás que saido compressor, detectando quando o teor de umidade medido nasaída do compressor sobe além de uma faixa admissível, acima deum limite superior. Alternativamente, um leito de secagem podeser empregado por um período de tempo predeterminado. Emqualquer caso, um estágio de regeneração para recarregamento doleito dessecante é eventualmente requerido.

A tecnologia para a secagem de fluxos de gás é bemestabelecida. Ela inclui métodos de absorção e decondensação e o uso de sistemas de separação de membrana.Os exemplos destas tecnologias, usadas separadamente e emcombinação, são as Patentes U.S. N0 5.034.025; 5.071.451 e5.240.472, bem como a técnica anterior referida aqui.Os compressores existentes deste tipo empregavam arranjosde secagem de gás que operavam em uma base contínua, usando umsistema de dois leitos. Os exemplos deste tipo de tecnologiaincluem a Patente U.S. N0 6.117.211, EP 0799635 e WO 01/78872.

A presente invenção se dirige ao objetivo de comprimirgás natural com uma quantidade reduzida de umidade presente nogás comprimido pelo emprego de arranjos de secagem de gás queoperam em uma base descontínua, usando um sistema de leitoúnico em que a compressão do gás é eventualmente interrompidapara se permitir que o sistema efetue uma regeneração.

No tratamento dos fluxos de gás, os processos dedesumidificação geram água extraída, que pode conter traços decontaminantes que se originam do fluxo principal. No caso de gásnatural, estes contaminantes incluem sulfeto de hidrogênio, dióxidode enxofre e mercaptanos. 0 descarte de água contendo contaminantesdeste tipo pode estar sujeito a restrições ambientais.

A água extraída sendo produzida não pode ser liberadalocalmente no ambiente, por causa dos contaminantespresentes ali. À parte de questões relativas a riscos,mesmo odores de traços de compostos orgânicos ou sulforososde um fluxo de gás natural sugeririam para um consumidorque existiu um vazamento no sistema compressor.

É um objetivo desta invenção se dirigir ao descarteconveniente de água separada sob estas circunstâncias.

É um outro objetivo desta invenção minimizar a liberação deradiação eletromagnética durante uma operação do sistema compressor.

A invenção em sua forma geral primeiramente será descrita e,então, sua implementação, em termos de modalidades específicas,será descrita com referência aos desenhos que se seguem a partirdeste ponto. Estas modalidades são pretendidas para demonstrarem oprincípio da invenção e a maneira de sua implementação. A invençãoem suas formas mais amplas e específicas, então, seráadicionalmente descrita e definida, em cada uma das reivindicaçõesindividuais as quais concluem este Relatório Descritivo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção, é provido umsistema de compressor para um gás, o qual normalmente opera em umciclo de compressão de gás, mas o qual também pode operar em umciclo de regeneração do secador, o dito sistema compreendendo:

1) um compressor acionado por um motor, o compressorpossuindo pelo menos um primeiro estágio de compressor e umaentrada de suprimento de gás através da qual passa um fluxode gás que é comprimido a partir de um suprimento de gás;

2) uma saída de envio de gás sobre o compressor, parasuprimento de gás a partir do compressor para uma linha de envio;

3) um estágio secador de gás que compreende um leitodessecante localizado em linha com o fluxo de gás que passaatravés do compressor durante o ciclo de compressão de gás;

4) um condensador localizado a jusante do leito dessecante,mas em linha com o fluxo de gás que passa através do compressordurante o ciclo de compressão de gás, em que tal condensadorsepara água do gás durante o ciclo de regeneração do secador e,durante o ciclo de compressão de gás, normalmente está inativo;

5) meios de controle de temperatura para controle dastemperaturas do leito dessecante e do condensador, em quetais meios estão, durante o ciclo de compressão de gás,inativos, mas, ao entrar em um ciclo de regeneração dosecador, tais meios sendo atuáveis para fazer com que o leitodessecante seja aquecido e o condensador seja resfriado; e

6) meios de válvula de recirculação para comutação dofluxo de gás da saída de envio de gás para fazer arecirculação através do compressor,

por meio de que, durante o ciclo de regeneração do secadorsurgindo da ativação dos meios de válvula, gás aprisionado nocompressor, no leito dessecante e no condensador é redirecionadoda saída de envio de gás para a circulação em um laço (Ioop)fechado como um fluxo de gás de recirculação através docompressor, com pelo menos uma porção do fluxo de gás derecirculação passando através do leito dessecante e docondensador para permitir que a água evolvida do leito dessecanteseja conduzida pelo gás de recirculação ao condensador onde elase condensa devido â condição de baixa temperatura mantida nocondensador pelos meios de controle de temperatura.

Mais especificamente, em uma modalidade preferida, a saída do15 compressor é conectada através de uma válvula eletronicamentecontrolada à linha de envio, a qual leva para fora o gás comprimidopara um reservatório de armazenamento durante o ciclo de compressão.Quando o compressor pára de operar no modo de compressão, a válvulade envio eletronicamente controlada comuta o fluxo de gás da linhade envio para o volume interno de uma cavidade de carcaça para ocompressor. 0 compressor retira sua entrada da cavidade de carcaça.

A queda resultante de pressão na linha de envio fazcom que uma válvula de retenção no reservatório externo, oqual contém gás em alta pressão, se feche. 0 gás comprimidoaprisionado na linha de envio, então, "sopra" para o volumeinterno da carcaça, produzindo uma condição de pressão queé moderadamente elevada acima da condição de pressão dalinha de suprimento, por exemplo, de 206,84 a 413,6 9 kPa. Aválvula de retenção na entrada de linha de suprimento parao volume interno então se fecha, já que a pressão de gás deorigem é apenas da ordem de 1,38 a 3,45 kPa.

Com a saída do compressor redirecionada para o volumede carcaça, o gás aprisionado agora é capaz de circular emum laço fechado através do compressor, do leito dessecante,do condensador e do volume de carcaça, com o gásaprisionado servindo como um gás de recirculação para aregeneração do leito dessecante. A circulação de gás nestelaço fechado é efetuada a uma baixa vazão de gás, de modoque o gás de circulação, passando através do condensador,seja substancialmente, de preferência plenamente, resfriadoquando ele sair do condensador. Isso maximiza a eficiênciade transferência de umidade do leito dessecante para ocondensador como um modo de operação preferido.

A circulação pode ser efetuada a uma baixa vazão pelaredução da velocidade do motor compressor.Alternativamente, uma ou mais linhas de by-pass controladaspor válvula podem divergir uma porção do gás de circulaçãoem torno do leito dessecante e/ou do condensador,permitindo apenas uma quantidade limitada de fluxo de gásatravés destes componentes. A vazão permitida sobre oleito, estabelecida pela válvula ou por outros meios delimitação de fluxo, é regulada de modo a ser comensurávelcom a condensação de vapor desse gás. Este arranjo permiteque o sistema opere com uma velocidade de motor fixa.

No processo de regeneração, a água evolve do leitodessecante, elevando o teor de umidade do gás decirculação. 0 leito dessecante é aquecido neste estágiopara melhoria de sua liberação de umidade. A água liberada,na forma de vapor, então, é levada pelo fluxo de gás para ocondensador, onde ela se condensa, devido à condição debaixa temperatura mantida no condensador. 0 gás decirculação que sai do condensador deixa o condensador emuma condição resfriada saturada de vapor. No momento em queo gás de circulação atinge o leito dessecante aquecido, suatemperatura foi elevada e o gás não está mais saturado comvapor. O gás de circulação aquecido, portanto, não é capazde absorver mais umidade do leito dessecante conforme elepassa sobre este leito.

De modo a se dispor a água se condensando nocondensador, essa água pode ser simplesmente coletada.Entretanto, para se atingir uma operação independenteestendida, a água condensada é dirigida, preferencialmentefluindo sob gravidade, para contato com uma membranasemipermeável, a qual permite que a água evapore. Ao mesmotempo, compostos aromáticos presentes no condensado sãoretidos pela membrana no condensador. Para melhoria da taxade evaporação e do fluxo de água através da membranasemipermeável, um ventilador externo e um elementoaquecedor opcional podem ser preferencialmente posicionadospara circularem ar quente diante da superfície de membrana.

É importante notar que o condensador, de acordo com ainvenção, está localizado em linha com o fluxo de gásdurante o ciclo de compressão. Isto expõe o condensador e amembrana semipermeável a uma condição de temperaturaelevada. Em uma variante preferida da invenção, ocompressor é um compressor de estágio múltiplo e o leitodessecante e o condensador estão posicionados em linhaentre estágios consecutivos, preferencialmente entre osprimeiro e segundo estágios do compressor. Assim, embora ocondensador seja exposto a uma condição de pressão elevada,esta não é a pressão final máxima produzida pelocompressor. Ao invés disso, é uma pressão intermediária quesurge apenas após o primeiro estágio de compressão.

Esta limitação da pressão à qual o condensador éexposto é particularmente significativa na modalidadepreferida da invenção, onde o condensador é diretamenteconectado a uma membrana semipermeável através da qual aágua condensada é deixada evaporar para o ambiente. Taismembranas são apenas capazes de suportarem um diferencialde pressão modesto. No caso de um compressor de estágiomúltiplo, a pressão desenvolvida entre os primeiro esegundo estágios não é tão alta de modo a impedir o uso deuma membrana semipermeável como essa como um meio dedescarte do condensado de água. Uma forma preferida demembrana é uma tubulação feita de Membrana de Troca de íonHidroscópica.

Assim, de acordo com esta modalidade preferida, a águacondensada se acumulando no condensador é diretamente, oueventualmente, descartada pela liberação para o ambiente,preferencialmente através da membrana semipermeável. 0 usode uma membrana como essa assegura uma separação e umaretenção de moléculas de odor complexas que podem estarpresentes no condensado de água, com apenas água pura sendoliberada para o ambiente.

Uma vez que o leito dessecante tenha sido recarregado,um aquecimento para o leito é terminado. Assim, oresfriamento do condensador e o aquecimento para a membranasemipermeável, se empregado, são terminados. Após isso, omeio de válvula é atuado para reconectar o estágio de saídado compressor à linha de envio. 0 motor compressor então éacelerado para retomar o ciclo de compressão, se ele tiversido desacelerado, e a entrada para a linha de suprimentoautomaticamente se reabre. Alternativamente, se um motor develocidade fixa é empregado, as linhas de by-pass sãofechadas, permitindo que o ciclo de compressão regular sejaretomado.

Em uma outra variante preferida, o compressor estácontido em uma carcaça de metal selada. 0 gás de suprimentoentra no volume interno desta carcaça através de umaválvula de retenção e é aspirado para o compressor a partirda porção de manivela deste volume interno. Também estálocalizado na carcaça o motor, preferencialmente um motorde velocidade variável e, preferencialmente, um circuito decontrole para envio de corrente para o motor. Nessescenários preferidos, o motor é um motor de indução decorrente alternada, e na situação de velocidade variável ocircuito de controle produz um sinal de corrente alternadade freqüência variável, onde a velocidade do motor évariada de acordo com as exigências do sistema.

É um outro recurso preferido da invenção que nãoapenas o motor elétrico esteja operando o mecanismocompressor contido na mesma carcaça que o compressor, mastambém, o circuito de controle para envio de potência parao motor esteja contido na carcaça. Um resultado vantajosoobtido por este arranjo é que emissões eletromagnéticassurgindo da corrente sendo enviada do controlador de motorpara o motor estão confinadas na carcaça metálica.

O circuito de controle pode enviar corrente a 360 V DCprovidos através de uma penetração selada da parede dacarcaça. O circuito de controle de motor opera para criarcorrente alternada tendo uma freqüência da ordem de 60 Hzjmas com harmônicos múltiplos. A potência elétrica enviadapara o motor provê corrente, a um nível máximo típico, daordem de 8 a 10 ampères. A radiação eletromagnética dafiação que se estende entre o circuito de controle do motorportando essa corrente nessas freqüências é uma fonte deradiação eletromagnética. Pelo confinamento desta fiação nacarcaça metálica, a radiação eletromagnética desta fonte éisolada de entrar no ambiente.

Na partida, as velocidades baixas do motorpreferencialmente são adotadas para redução dos drenos decorrente de partida de outra forma altos no sistema desuprimento elétrico. Isso permite que a unidade opere forade um sistema de suprimento elétrico moderadamente fundidode voltagem doméstica padronizada, por exemplo, de 110 a120 V. Após a partida, a compressão inicial pode serefetuada com uma alta velocidade de motor. Uma vez quepressões mais altas tenham sido estabelecidas noreservatório de combustível do veículo motor ou em um outroreceptáculo de envio, a velocidade do motor é reduzida, demodo a se moderar o desgaste de anel e limitar o consumo depotência. Este procedimento é especialmente adequado paracompressores sem óleo, já que a taxa de desgaste dos anéisde vedação nos cilindros de compressor dessas unidadesaumenta quando o sistema compressor é operado à altavelocidade contra uma contrapressão alta.

Mais ainda, no caso de uso de um motor de velocidadevariável continuamente controlável, a velocidade do motorelétrico também pode ser controlada, para se evitaremfreqüências ressonantes naturais surgindo de seuscomponentes mecânicos que, de outra forma, aumentariam oruído e a vibração gerados pela unidade.

O precedente resume os recursos principais da invençãoe alguns de seus aspectos ótimos. A invenção pode seradicionalmente compreendida pela descrição das modalidadespreferidas, em conjunto com os desenhos, os quais seseguem, agora.

SUMÁRIO DAS FIGURAS

A Figura 1 é uma representação pictórica de um veículomotor à combustível gasoso estacionado em uma garagem,tendo um aparelho doméstico de recompletação de acordo coma invenção montado em sua parede interna.

A Figura 2 é um esquema para os componentes básicos doaparelho, mostrando além do motor e do compressor, o leitodessecante, o controlador lógico principal, o circuito decontrole do motor e vários sensores.

A Figura 3 é uma variante esquemática da Figura 2,mostrando um fluxo de gás durante o ciclo de controle.

A Figura 4 é um esquema como na Figura 2, mostrando odiagrama de fluxo básico do aparelho durante o ciclo deregeneração, onde o leito dessecante é recarregado e avelocidade do motor é variável.

A Figura 5 é uma vista lateral em seção transversal doconjunto de motor/compressor em sua carcaça imediata e oscomponentes do secador. Esta carcaça de compressor contém omotor, o volume soprado e o circuito de controle do motor.Também é mostrada uma carcaça externa adicional ou capuz deventilação para contenção do fluxo de ar.

A Figura 6 é uma vista frontal em seção transversalesquemática detalhada das porções de secador, condensador emembrana semipermeável da Figura 2, com a membranasemipermeável na forma de um tubo através do qual ocondensado de água entra sob gravidade.

A Figura 6A é uma vista frontal em seção transversaldas porções de secador, condensador e membranasemipermeável da Figura 6, mostrando o tubo de membranasemipermeável através do qual o condensado de água evaporana presença de um fluxo de ar aquecido criado por umventilador.

A Figura 7 é uma vista lateral em seção transversal dedetalhe da membrana semipermeável das Figuras 5 e 6a,mostrando o fluxo de ar em torno da tubulação em espiral.

As Figuras 8A e 8B são esquemas como na Figura 2,mostrando o fluxograma básico do aparelho durante o ciclode regeneração, onde a velocidade do motor é fixa e osecador-condensador tem uma linha de by-pass que podedesviar o fluxo diante do secador-condensador pelacomutação do fluxo para o laço de circulação ou para acavidade de carcaça, ou ambos, para permitir que uma vazãode gás reduzida ocorra no condensador.

DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERIDA

Na Figura 1, o aparelho doméstico de recompletação 1 émostrado montado em uma parede de garagem com a linha dedescarga ou envio à alta pressão 2 conectada a um carro, alinha de entrada ou suprimento 3 provendo uma fonte de gás,e o fio elétrico 4 conectado em um receptáculo domésticopadrão.

A Figura 2 descreve esquematicamente a unidadeoperando em modo de compressão. Na Figura 2, o fluxo de gás6, o qual pode conter contaminantes 8, entra no volumeinterno 14 da carcaça 26, a partir do qual ele é aspiradopara o primeiro de uma série de quatro estágios decompressão 28, 32, 33, 34 do compressor 5. 0 fluxo de gás6, o qual tipicamente tem uma pressão entre 1,3 8 a 3,4 5kPa, é aspirado para o volume interno 14 pela sucção criadapelo primeiro estágio de compressão 28. Um sensor depressão de fluxo de gás 21 detecta a pressão de fluxo degás, provendo um sinal para o controlador lógico principal 46.

Ao deixar o primeiro estágio 28, o gás 6 passa atravésde um leito dessecante 7 contido em uma câmara de absorção29. Este leito de material dessecante 7, tal como aluminaativada ou zeólita, adsorve a umidade no gás 6, incluindopelo menos alguns dos contaminantes 8. Ao sair da câmara deabsorção 29, o gás seco continua para o volume de umcondensador 30, o qual, neste estágio, é passivo. Saindo docondensador 30 através do conduto 55, o gás 6 prosseguepara o próximo estágio, o segundo estágio 32 do compressor5. 0 fluxo de gás neste ciclo de compressão é mostrado naFigura 3.

Como mostrado na Figura 4, e em maiores detalhes nasFiguras 6 e 6A, o dessecante 7 é regenerado ao ser expostoa um gás de recirculação 13 que se origina do fluxo de gásaprisionado no compressor 5, no motor 27, no leitodessecante 7 e no condensador 30, quando o ciclo decompressão é terminado. Como mostrado na Figura 4, o gás derecirculação 13 é retirado a uma vazão reduzida através doleito absorvente 7, opcionalmente pela operação à baixavelocidade da mudança para o motor 27. A umidade no leitoabsorvente 7 é encorajada a se vaporizar no gás derecirculação 13 por sua condição seca, como descritoadicionalmente abaixo, por sua pressão e pelo suprimentoadicional de aquecimento para o leito absorvente 7.

Ao sair do leito 7, o gás flui para o condensador 30,o qual contém uma superfície de troca de calor. Estasuperfície de troca de calor é preferencialmente resfriadapor um bloco de resfriamento de atuação elétrica 53operando com base no efeito de Peltier. 0 gás derecirculação resfriado 13, o qual agora foi desumidificadono condensador 30, então, passa para um conduto de retorno55, que leva para o segundo estágio 32 do compressor. Aoperação lenta do motor 27 e do compressor 5 faz com queeste gás de recirculação 13 circule sem fim até o ciclo deregeneração ser terminado.

Para acelerar o processo de regeneração e ajudar narecuperação da água subseqüentemente, um elemento elétricocontrolado de forma termostática 52 aquece o dessecante 7.O gás de recirculação umidificado aquecido libera maisefetivamente a umidade, conforme ele passa através docondensador 30.

Como mostrado nas Figuras 2 e 6, a água liqüefeita 54se acumula no fundo do condensador 3 0 como um condensado,abaixo do nível do conduto de retorno 55 no condensador. Aágua condensada 54 conterá alguns dos contaminantesresiduais 8a. Este condensado de água 54, incluindo oscontaminantes residuais 8a presentes ali, pode sersimplesmente acumulado e coletado, ou ele então pode serpassado para uma câmara de separação preferencialmente naforma de uma tubulação 31, que tem paredes formadas de umamembrana semipermeável 61. A membrana semipermeável 61permite apenas a penetração da água como o permeado. Nooutro lado da membrana 61, a água se difundindo atravésdela evapora. Este processo pode ser acelerado por um fluxode ar que se origina de um ventilador 42. Neste caso, ocapuz 43 serve para se colocar em duto um fluxo de arconstante sobre a membrana 61. Opcionalmente, o fluxo de arnas vizinhanças da membrana pode ser aquecido por umaquecedor de membrana 56.

O fluxo de ar de circulação 60 a partir do ventilador42 também pode ser usado para resfriamento do condensador30, preferencialmente usando-se um duto em separado (nãomostrado).

Conforme a água se difunde através da membrana 61,alguns contaminantes 8a podem se acumular na superfícieinterna da membrana 61. Eventualmente, a taxa de difusãopode cair para um nível em que a membrana 61 deve ser limpaou substituída.

Na descrição precedente, a membrana semipermeável 61poderia ser na forma de uma placa adaptada como parte deuma parede de uma câmara de separação. As Figuras 6 e 7mostram uma variante preferida, na qual a membranasemipermeável é mostrada como um tubo 31. Este tubo 31preferencialmente tem uma parede formada de um material demembrana de troca de íon hidroscópica semipermeável. Asmembranas na forma de tubos feitos de Teflon™ modificadomostraram-se adequadas para esta aplicação, mostrandotempos de vida de duração prática.

É notado que a câmara absorvente 29 e o condensador 3 0estão contidos na zona de alta pressão do compressor 5,entre o primeiro estágio 28 e o segundo estágio 32. Apressão nesta zona é apenas da ordem de 1,379 MPa durante ociclo de compressão. De fato, este nível de pressãoassegura o efeito de secagem do gás. Foi descoberto que,nestes níveis de pressão, a membrana semipermeável 61 em5 formato de tubulação pode se estender para fora desta zonapressurizada, confiando em acoplamentos seguros 57 para avedação da conexão entre a tubulação 31 e a câmara docondensador 30. O uso de um compressor de estágio múltiploespecialmente facilita este arranjo.

Outros componentes, como mostrado na Figura 2, incluemum filtro de entrada 22, um transdutor de alta pressão 24,uma válvula de alívio de pressão 25 levando a uma aberturade ventilação 50, um disco de explosão 35 no quarto estágio34 para aliviar uma sobrepressão excessiva, um conector derompimento em linha 36, o bocal de conexão ao veículo 38, umsensor de detecção de vazamento de gás 39, um sensor defluxo de ar 40 e um sensor de temperatura do ar ambiente 41.

Nas Figuras 8A e 8B, uma variante de motor develocidade fixa é mostrada, onde uma linha de by-pass 60ou 6OA é aberta pela válvula 61 atuada pelo controladorlógico principal 46 durante uma regeneração. Devido aeste by-pass, o gás de recirculação 13 passa através doleito dessecante 7 e do condensador 30 a uma vazãopreferida. A quantidade de gás de recirculação 13permitida pela válvula 61 e pelo meio de limitação defluxo associado para passagem através desta ramificaçãode regeneração é regulada para a maximização daeficiência do processo de evaporação e condensação devapor. O gás de recirculação 13 é desviado para osegundo estágio 32 através da linha de by-pass 60 oupara o volume de carcaça 14 através da linha de by-pass60A, ou ambas as linhas de by-pass podem ser usadas emcombinação.

Com referência à Figura 2, o compressor 5, o motor 2 7e o circuito de controle de motor 45 estão todoslocalizados na carcaça 26 (contando o bloco compressor comoparte da carcaça), a qual, por sua vez, é circundada por umcapuz externo 43. De acordo com uma variante da invenção, ocontrolador de motor eletrônico 45, o qual supre correntepara o motor elétrico 27, preferencialmente está localizadono ambiente totalmente contido do conjunto demotor/compressor. Este ambiente selado é provido pela mesmacarcaça de metal 2 6 que circunda as partes de motor ecompressor. 0 circuito de controle de motor 45, emparticular, está localizado no volume de sopro 14, seladointeiramente na carcaça 26. A parede metálica da carcaça 26atua como um sumidouro de calor para o calor produzido pelocircuito de controle de motor 45 e como uma blindagem paraemissões eletromagnéticas saindo surgindo da fiação que seestende entre o motor 27 e o controlador de motor 45.

Como mostrado na Figura 2, o controlador lógicoprincipal 46, a potência alimentada a partir de umsuprimento de potência 47, é capaz de ativar o motor 27, egovernar sua velocidade na versão de velocidade variável,através do circuito de controle de motor 45. Os sinaisentre o controlador lógico principal 46 e o circuito decontrole de motor 45 penetram na carcaça 26 em um ponto deentrada selado 44. 0 circuito lógico de comando 46 envia erecebe comandos e dados através dos sinais codificadosdigitalmente transmitidos ao longo de fibras óticas. Issominimiza as penetrações elétricas feitas no interior 14 dacavidade de metal da carcaça 26, a qual contém gás naturalem uma condição ligeiramente pressurizada.CONCLUSÃO

As modalidades mostradas acima são apenas a título deexemplo. A invenção em seus aspectos mais amplos e maisespecíficos é adicionalmente descrita e definida nasreivindicações as quais se seguem agora.

Estas reivindicações e a linguagem usada ali devem sercompreendidas em termos das variantes da invenção, as quaisforam descritas. Elas não devem ser restritas a taisvariantes, mas devem ser lidas como cobrindo o pleno escopoda invenção, como é implícito na invenção e na exposiçãoque foi provida aqui.

Claims (14)

1. Sistema de compressão para gás, o qual normalmenteopera em um ciclo de compressão de gás, mas o qual tambémpode operar em um ciclo de regeneração do secador, o ditosistema caracterizado por compreender:- 1) um compressor (5) acionado por um motor (27) , ocompressor (5) possuindo pelo menos um primeiro estágio decompressor e uma entrada de suprimento de gás através daqual passa um fluxo de gás (6) que é comprimido a partir deum suprimento de gás;- 2) uma saida de envio de gás sobre o compressor (5),para suprimento de gás (6) a partir do compressor (5) parauma linha de envio (2);- 3) um estágio secador de gás que compreende um leitodessecante (7) localizado em linha com o fluxo de gás (6) quepassa através do compressor (5) durante o ciclo de compressãode gás;- 4) um condensador (30) localizado a jusante do leitodessecante (7), mas em linha com o fluxo de gás (6) que passaatravés do compressor (5) durante o ciclo de compressão degás, em que tal condensador (30) separa água do gás duranteo ciclo de regeneração do secador e, durante o ciclo decompressão de gás, normalmente está inativo;- 5) meios de controle de temperatura para controle dastemperaturas do leito dessecante (7) e do condensador (30),em que tais meios estão, durante o ciclo de compressão degás, inativos, mas, ao entrar em um ciclo de regeneração dosecador, tais meios sendo atuáveis para fazer com que oleito dessecante (7) seja aquecido e o condensador (30) sejaresfriado; e6) meios de válvula de recirculação para comutação dofluxo de gás (6) da saída de envio de gás para fazer arecirculação através do compressor (5) ,por meio de que, durante o ciclo de regeneração dosecador surgindo da ativação dos meios de válvula, gás (6)aprisionado no compressor (5) , no leito dessecante (7) e nocondensador (30) é redirecionado da saída de envio de gáspara a circulação em um laço (Ioop) fechado como um fluxode gás de recirculação através do compressor (5), com pelomenos uma porção do fluxo de gás de recirculação passandoatravés do leito dessecante (7) e do condensador (30) parapermitir que a água evolvida do leito dessecante (7) sejaconduzida pelo gás de recirculação (13) ao condensador (30)onde ela se condensa devido à condição de baixa temperaturamantida no condensador (30) pelos meios de controle detemperatura.

2. Sistema de compressão, de acordo com a reivindicação-1,caracterizado pelo fato de que o compressor (5) é umcompressor de múltiplos estágios apresentando pelo menos umprimeiro estágio (28) e um segundo estágio (32) , e o leitodessecante (7) e o condensador (30) estão posicionados emlinha entre estágios consecutivos do compressor (5).

3. Sistema de compressão, de acordo com a reivindicação-2,caracterizado pelo fato de que o leito dessecante (7) e ocondensador (30) estão posicionados em linha entre o primeiroestágio (28) e o segundo estágio (32) do compressor (5).

4. Sistema de compressão, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de queo condensador (3 0) produz água (54) como um condensado e quecompreende ainda uma membrana semipermeável (61) através daqual água condensada (54) é deixada evaporar ao ambiente.

5. Sistema de compressão, de acordo com a reivindicação-4, caracterizado pelo fato de que a membrana (61) está naforma de uma tubulação preenchida com água condensada (54)por gravidade.

6. Sistema de compressão, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fatode que o compressor (5) compreende uma entrada de compressordo primeiro estágio e uma carcaça de metal selada (26) comum volume interno (14) conectado à entrada de suprimento degás e à entrada de compressor do primeiro estágio, o volumeinterno (14) compreendendo ainda:-1) o motor (27) contido dentro do volume interno (14)e conectado para acionar o compressor (5), e-2) uma válvula de suprimento na entrada de suprimentode gás que se fecha quando o meio de válvula comuta o fluxode gás (6) para recirculação através do compressor (5) e seabre quando o gás comprimido (6) está passando para a linhade envio (2) , por meio de que, de acordo com o estado deativação do meio de válvula de recirculação, gás (6) novolume interno (14) da carcaça (26) pode ser admitido peloprimeiro estágio de compressor (28) a partir da entrada desuprimento de gás ou da saída do compressor.

7. Sistema de compressão, de acordo com a reivindicação-6, caracterizado pelo fato de que compreende um controladorlógico principal (46) conectado a um circuito de controle demotor (4 5) para efetuar uma operação de velocidade variáveldo motor (27) para operação do motor (27) e do compressor auma velocidade reduzida, a velocidade sendo ajustada duranteregeneração do secador, de maneira que o fluxo de gás derecirculação (13) que passa através do condensador (30)seja limitado, permitindo que esse gás (13) seja resfriadoquando sair do condensador (30), pelo que a transferênciade umidade do leito dessecante (7) para o condensador (30)é efetuada.

8. Sistema de compressão, de acordo com a reivindicação-7, caracterizado pelo fato de que o motor (27) é um motor deindução de corrente alternada, e o circuito de controle domotor (45) produz um sinal de corrente alternada de freqüênciavariável, pelo que a velocidade do motor (27) é variada deacordo com tal freqüência variável.

9. Sistema de compressão, de acordo com areivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreendeum circuito de controle do motor (45) localizado na carcaça(26) para o envio de corrente para o motor (27), o circuitode controle do motor (45) estando conectado ao motor (27)através de fiação que é blindada pela carcaça (26) , pormeio da qual emissões eletromagnéticas que surgem dacorrente sendo enviadas do circuito de controle do motor(45) para o motor (27) não são transmitidas para o exteriorda carcaça de metal (26).

10. Sistema de compressão, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fatode compreender uma válvula by-pass conectada a uma linha by-pass (60, 60A) que desvia gás de recirculação (13) de passaratravés do leito dessecante (7) e do condensador (30), de modoque, durante regeneração, o fluxo de gás de recirculação (13)que passa através do condensador (30) seja limitado, o quepermite que esse fluxo de gás seja resfriado quando sair docondensador (30), por meio de que a transferência de umidadedo leito dessecante (7) para o condensador (30) é efetuada.

11. Sistema de compressão, de acordo com areivindicação 10, caracterizado pelo fato de que:-1) o primeiro estágio de compressor (28) do compressor(5) apresenta uma entrada de compressor do primeiroestágio;-2) o leito dessecante (7) e o condensador (30) estãolocalizados no fluxo de gás que segue o primeiro estágio decompressor (28) ; e-3) a linha by-pass (60A) desvia o gás de recirculação(13) para a entrada de compressor do primeiro estágio.

12. Sistema de compressão, de acordo com qualquer umadas reivindicações 10 ou 11, caracterizado por estar emcombinação com uma carcaça de metal selada (26) com um volumeinterno (14) conectado à entrada de suprimento de gás e àentrada de compressor do primeiro estágio, em que a linhaby-pass (60A) desvia o gás de recirculação (13) para ovolume interno (14) da carcaça de metal selada (26).

13.

Sistema de compressão, de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato do compressor (5) ser um compressorde múltiplos estágios tendo pelo menos um primeiro estágio(28) e um segundo estágio (32) com o leito dessecante (7) e ocondensador (30) localizados em linha com o fluxo de gás quepassa do primeiro estágio (28) para o segundo estágio (32)durante o ciclo de compressão de gás, e em que o sistema decompressor compreende:a) uma carcaça de metal selada (26) com um volumeinterno (14) conectado à entrada de compressor do primeiroestágio e à entrada de suprimento de gás;b) uma primeira linha by-pass (60A) que desvia o gásde recirculação (13) para o volume interno (14) da carcaçade metal selada (26);c) uma segunda linha by-pass (60) que desvia o gás derecirculação (13) para o segundo estágio (32) ; ed) meios de válvula atuáveis para desviar gás dentroda primeira linha by-pass (60A) e da segunda linha by-pass(60),por meio de que, durante o ciclo de regeneração dosecador, os meios de válvula podem ser ativados para desviaro gás de recirculação (13) de passar através do leitodessecante (7) e do condensador (3 0) tanto à primeira linhaby-pass (60A) como à segunda linha by-pass (60), de modoque, durante regeneração, o fluxo de gás de recirculação(13) que passa através do condensador (30) seja limitado,permitindo que o fluxo de gás seja resfriado dentro docondensador (30), por meio de que a transferência deumidade do leito dessecante (7) para o condensador (30) éefetuada.