CZ346397A3

CZ346397A3 - Zásobování vysokotlakým plynem

Info

Publication number: CZ346397A3
Application number: CZ973463A
Authority: CZ
Inventors: Robert Adler
Original assignee: Linde Technische Gase Gmbh
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1998-04-15
Also published as: HUP9801238A3; HUP9801238A2; CZ288387B6; PL323140A1; WO1996035078A1; PL179727B1; ES2124097T3; EP0823968B1; ATE172524T1; DE59600717D1; EP0823968A1; JPH11505007A; DE19616811A1

Description

JUDr. Miloš Všetečka advokát ·« ··♦

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Zásobování vysokotlakým plynem

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy vysokotlakého plynu na místě spotřeby, přičemž se plyn odebírá zkapalněný s nízkým tlakem ze zásobní nádrže, a dále zařízení k zásobování plynem pro přípravu vysokotlakého plynu.

Dosavadní stav techniky

Pro větší množství průmyslových metod je zapotřebí plyn pod vysokým tlakem. U laserového řezání například slouží inertní plyn jako dusík, přiváděný podél laserového paprsku pod vysokým tlakem, k vyfukování taveniny při řezání kovu. U způsobu s vnitřním tlakem plynu se do duté formy přivádí tavenina z plastické hmoty, která je návazně s plynem pod vysokým tlakem natlačována na vnitřní stěnu výlisku, kde se ochlazuje. U takových způsobů jsou zapotřebí plyny s tlaky mezi 3 a 50 MPa, které se nacházejí v oblasti plynného nebo nadkritického stavu.

Doposud se zásobování plynem u takových způsobů uskutečňovalo plynem ze svazků lahví nebo tlakových plynových zásobníků, ve kterých se plyn nachází pod vysokým tlakem. Další způsob spočívá v tom, dopravovat plyn zkapalněný pod vysokým tlakem k místu spotřeby, kde se prostřednictvím výparníku vypařuje. K dopravování plynu se odebírá část zkapalněného plynu ze zásobní nádrže, vede se »

- 2 separátním výparníkem a návazně se přivádí do prostoru hlavy zásobní nádrže, aby se tam zvyšoval tlak tak dlouho, až je dosaženo žádaného tlaku, kterým má být plyn dopravován k místu spotřeby. Nevýhodou této metody je, že zásobní nádrž s kapacitou například 6 000 litrů a více musí být opakovaně naplňována zkapalněným plynem, přičemž se toto naplňování uskutečňuje proti vysokému tlaku v zásobní nádrži, což způsobuje značné náklady. Dále po nějakém čase dochází ostřikování prostoru hlavy zásobní nádrže vypařeným plynem k termickému vyrovnání vypařeného plynu se zkapalněným plynem, čímž se ztrácí čisté oddělování fází, které je nutné k efektivnímu dopravování zkapalněného plynu pod vysokým tlakem. U dusíku se například může po nějakém čase překračovat kritický bod (-147 °C; 3,39 MPa), takže se dusík nachází v zásobní nádrži v nadkritickém stavu, čímž je efektivita vysokotlakého dopravování silně omezena.

K těmto nevýhodám dochází například také u způsobu podle EP 0 416 630, ve kterém je zvyšování tlaku v zásobní nádrži, například pro zkapalněný dusík, upraveno jednak tím, že je výparník upraven ve zpětném vedení ode dna k hlavě zásobní nádrže, a jednak se zkapalněný plyn ze zásobní nádrže přečerpává pomocí čerpadla, vede dalším výparníkem a vzniklý vysokotlaký plyn se uskladňuje ve svazcích lahví, ze kterých může být opět přiváděn do prostoru hlavy zásobní nádrže pro zkapalněný plyn k tlakovému ostřikování. Vedle shora zmíněné nevýhody je u takového způsobu zapotřebí nákladné plnění svazků lahví, které vyžadují další přiváděči a odváděči vedení s ventily, čerpadlem a výparníkem.

Podstata vynálezu (

Úkolem předkládaného vynálezu je vyvinout způsob a zařízeni k přípravě vysokotlakého plynu na místě spotřeby, přičemž se plyn odebírá zkapalněný s nízkým tlakem ze zásobní nádrže, u kterých se dopravování plynu uskutečňuje s větší efektivitou a přístrojové a energetické náklady klesají. Přídavně by měl být vysokotlaký plyn na místě spotřeby pokud možno k dispozici s tlakem, stanoveným spotřebitelem, a měla by být umožněna přerušovaná spotřeba plynu (občasné využívání spotřebitelského zařízení).

Tento úkol je podle řešen tím, vynálezu zásobní že se nádrže do j ímacího rozpětí k přivádí ze plyn jehož vyprázdnění téhož je menší, než rovnováhy v jímacím zásobníku, a jímacího zásobníku vypařeným plynem, ve výparníku, ostřikován s vyžadovaným vysokým tlakem dopravován k a že se po vyprázdnění jímacího zásobníku zkapalněný zásobníku, velikost se volí tak, že časové dosažení termické že je který prostor hlavy se získává mimo jímací zásobník zkapalněný plyn místu spotřeby, tento znovu naplňuje zkapalněným plynem.

dokud může být

Použití jímacího zásobníku podle vynálezu, ve srovnání se zásobní nádrží pro zkapalněný plyn podstatně menších rozměrů, umožňuje v případě potřeby v časovém rozpětí, vyžadovaném spotřebitelem, kontinuální zásobování vysokotlakým plynem, když se tento jímací zásobník v krátkých časových intervalech naplňuje zkapalněným plynem a vyprazdňuje se vypařený vysokotlaký plyn. Protože je časové rozpětí k vyprázdnění jímacího zásobníku tak nepatrné, že během vyprazdňování nemůže být dosaženo termické rovnováhy, existuje vždy jasně definovaná hranice fází mezi zkapalněným plynem a stlačeným vysokotlakým plynem, čímž je stupeň účinnosti dopravování vysokotlakého plynu značně zvýšen.

• · · ·

• * •

9

9 í:

•·

9999

Časové rozpětí k vyprázdnění jímacího zásobníku bez dosažení termické rovnováhy v jímacím zásobníku může být účinně prodlouženo izolováním jímacího zásobníku proti tepelné výměně s okolím. Externí zásobníky pro vysokotlaký plyn jsou u. způsobu podle vynálezu zbytečné. Poté, co je jímací zásobník vyprázdněn, dochází okamžitě k opětovnému naplňování, zatímco se na místě spotřeby například vypařuje ještě setrvávající zkapalněný plyn. Opětovné naplňování se může uskutečňovat v krátkém čase, např. využitím hydrostatického tlaku v zásobní nádrži pro zkapalněný plyn proti jímacímu zásobníku.

Obzvláštní výhody způsobu podle vynálezu jsou dosaženy tím, že se zkapalněný plyn řízeně vypařuje a tlak se přesně nastavuje na vyžadovaný spotřebitelský tlak na místě spotřeby.

Velikost jímacího zásobníku se u daného objemového proudu vysokotlakého plynu na místě spotřeby volí tak, že se obsah jímacího zásobníku vyprazdňuje v časovém rozpětí od 1 do 60 sekund, výhodně od 5 do 45 sekund, především od 10 do 30 sekund. U takových časových rozpětí je zajištěno, že systému nezbývá čas k dosažení termické rovnováhy.

Vhodné obsahy jímacího zásobníku leží mezi 1 a 10 litry, výhodně 1 a 5 litry, především mezi 1 a 2 litry. S výhodou se velikosti jímacích zásobníků a zásobních nádrží volí tak, že vztah obsahu jímacího zásobníku k obsahu zásobní nádrže leží mezi 1:500 a 1:50 000, výhodně 1:1 000 a 1:30 000, obzvláště výhodně mezi 1:3 000 a 1:25 000. U způsobu podle vynálezu se při použití jediného jímacího zásobníku uskutečňuje po taktech kontinuální naplňování a vyprazdňování tohoto jímacího zásobníku.

«· · ·

• « '· · Μ » ί * · · • * ·

Ve zvláště výhodné úpravě se prostor hlavy, jímacího zásobníku ostřikuje vypařeným plynem, který se odebírá výparníku na místě spotřeby. Jak bylo úvodem zmíněno, dopravuje se zkapalněný plyn pod vysokým tlakem k místu spotřeby, kde se většinou pomocí výparníku převádí do plynného stavu při žádané teplotě. Nyní se může část tohoto vypařeného vysokotlakého plynu na místě spotřeby odbočovat a přivádět prostoru hlavy jímacího zásobníku, aby dopravoval tam se nacházející zkapalněný plyn k místu spotřeby. K tomu musí docházet k nepatrnému zvýšení tlaku odbočeného plynu.

S vysokotlakým plynem, nacházejícím se po každém vyprazdňovacím taktu v jímacím zásobníku, se může postupovat následovně: obsah se může odvzdušňovacím ventilem předávat okolí nebo může být redukčním ventilem změněn na nízkotlaký plyn, především existuje-li na místě spotřeby síť nízkotlakého plynu nebo je-li nízkotlaký plyn 'žádoucí k jiným účelům. Dále může být obsah vypařeného plynu tepelnou výměnou se zkapalněným plynem, přivedeným k místu spotřeby, chlazen a následně uvolňován, čímž se zčásti zkapalňuje,· návazně může být tento znovu zkapalněný plyn veden zpět do oběhu se zkapalněným plynem. U posledně jmenované alternativy se silně ochlazuje vypařený vysokotlaký plyn se zkapalněným plynem, takže se při návazném uvolnění z větší části zkapalňuje. Tento zkapalněný plyn se může opět použít.

Ve zvláště příznivé úpravě se používají dva nebo více paralelně zařazené jímací zásobníky, které se cyklicky naplňují zkapalněným plynem ze zásobní nádrže a vyprazdňují pomocí vypařeného plynu pod vysokým tlakem. Tím se zlepšuje kontinuita zásobování vysokotlakým plynem a snižuje se kolísání tlaku.

*

• ·	• · · · · ·
• t
• ·	• · ·
• · d	I ·· · *
• 9	• ·
* ·*

Dopravují-li se větší množství plynu, mohou se dva nebo více paralelně zařazené jímací zásobníky zároveň naplňovat zkapalněným plynem ze zásobní nádrže a vyprazdňovat pomocí vypařeného plynu pod vysokým tlakem.

Vhodné plynové zásobovací zařízení k přípravě vysokotlakého plynu na místě spotřeby, u kterého je upravena zásobní nádrž, která pokrývá spotřebu plynu po větší období a obsahuje zkapalněný plyn pod nízkým tlakem, má alespoň jeden jímací zásobník se značně menším obsahem, přičemž každý tento jímací zásobník je vedením spojen se zásobní nádrží, dále je na hlavě každého jímacího zásobníku umístěno přiváděči vedení pro vypařený plyn pod vysokým tlakem a na dně každého jímacího zásobníku je upraveno odváděči vedení pro zkapalněný plyn pod vysokým tlakem k místu spotřeby.

Podstatně menší obsah jímacího zásobníku oproti zásobní nádrži zajišťuje proveditelnost způsobu podle vynálezu. Pro způsob podle vynálezu se mohou použít zásobní nádrže s kapacitou například 6 000 litrů nebo méně, ale také nádrže s kapacitou 30 000 litrů, podle spotřeby plynu v místě spotřeby. Ve srovnání s tím jsou jímací zásobníky s obsahem od 1 do přibližně 10 litrů dimenzovány o více velikostních řádů menší.

K výrobě vysokotlakého plynu, který dopravuje zkapalněný obsah plynu z jímacího zásobníku, je v první možnosti provedení vedeno ode dna jímacího zásobníku přiváděči vedení k výparníku, od kterého odchází vedení k hlavě jímacího zásobníku.

V příznivém druhém způsobu provedení je v odváděcím i

: ι • » · • · » ·· · · · · • ♦ ♦ a · · ··« · vedení pro zkapalněný plyn pod vysokým tlakem k místu spotřeby upraven výparník, jehož výstup je spojen s vedením, které vede k hlavě jednoho nebo více jímacích zásobníků, přičemž je v tomto vedení upraven prostředek ke zvyšování tlaku. V tomto případě se zmíněný výparník prvního způsobu provedení uspoří a místo něho se na místě spotřeby použije již existující výparník, který vypařuje zkapalněný vysokotlaký plyn. Bezvýznamným zvýšením tlaku kompresorem, čerpadlem nebo dmýchadlem, především kyvadlovým pístovým kompresorem (Delta-bar), se může vysokotlaký plyn ze spotřebního místa odbočovat a přivádět zpět do prostoru hlavy jímacího zásobníku.

K odstranění nebo k opětnému zhodnocení obsahu vysokotlakého plynu v každém jímacím zásobníku po jeho vyprázdění je na hlavě každého jímacího zásobníku upraveno odváděči vedení pro tento vysokotlaký plyn, které vede buď přes odvzdušňovací ventil a tlumič hluku do okolí nebo je přes redukční ventil ve spojení s vedením nízkotlakého plynu nebo vede do zpětného chladiče plynu, ve kterém odváděči vedení ústí v uvolňovací trysce. V posledním případě může být zpětný chladič plynu zásobován zkapalněným plynem z přiváděcího vedení k místu spotřeby, přičemž tento zkapalněný plyn odebírá vysokotlakému plynu, vedenému do zpětného chladiče plynu, teplo, takže je tento při dosažení uvolňovací trysky tak dlouho chlazen, že se návazným uvolněním opět zkapalní. K opětovnému použití tohoto zkapalněného plynu má zpětný chladič plynu odváděči vedení pro zkapalněný plyn, které je spojeno s přiváděcím vedením pro zkapalněný plyn v jednom nebo větším množství jímacích zásobníků.

- 8	0 0 0« A' • ·· _ 0 ·	• ·· ·» ···· • · ♦ · t · · • · * * ♦ ·
♦ · • · · «· · · ·	0 V 0 · t 000 0«
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže	vysvětlen	prostřednictvím
konkrétních příkladů provedení	znázorněných	na výkresech, na

kterých představuje obr. 1 schématicky zařízeni k zásobováni plynem podle vynálezu ve způsobu provedení, u kterého se vypařený vysokotlaký plyn, používaný k dopravování zkapalněného plynu, již dále nepoužívá, obr. 2 další možný způsob provedení zařízení k zásobování plynem podle vynálezu, u kterého se vypařený vysokotlaký plyn přivádí do sítě s nízkotlakým plynem, obr. 3 další ' způsob provedení, u kterého se vysokotlaký plyn znovu zkapalňuje a přivádí zpět do oběhu a obr. 4 způsob provedení zařízení k zásobování plynem podle vynálezu, u kterého se střídavě používají dva paralelně zařazené jímací zásobníky k dopravování zkapalněného vysokotlakého plynu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení k zásobování plynem podle obrázku 1 se v podstatě skládá ze zásobní nádrže 16, v tomto případě nádrže na zkapalněný dusík, která je přes ventil a zpětnou klapku spojena vedením 17 s jímacím zásobníkem 1, izolovaným proti nechtěné tepelné výměně s okolím. Zkapalněný plyn může na

- 9 základě tlaku, panujícího v zásobní nádrži 16, proudit přiváděcím vedením 17 ke dnu jímacího zásobníku 1. Zároveň se při naplňování jímacího zásobníku 1 zkapalněným plynem naplňuje také výparník _4 zčásti zkapalněným plynem. Proces vyprazdňování a naplňování se kontroluje pomoci zařízení, které se skládá z vyrovnávacího ventilu 11, škrticího ventilu 12, tlakového kapalinového ventilu 10 a převodníku 13 tlakových rozdílů. Toto zařízení předává signály řídící jednotce 19, která řídí tlakový ventil _6, nacházející se ve vedení 20, aby se nastavoval tlak vysokotlakého plynu dopraveného k místu spotřeby a které řídí rychlouzavírací ventil 9, nacházející se v přiváděcím vedení k místu spotřeby, aby v případě potřeby nebo také v případě poruchy přerušoval přivádění plynu k místu spotřeby.

Po naplnění jímacího zásobníku 1 dochází k uvedení výparníku 4_ do provozu, ten v tomto případě vyrábí dusík v plynném skupenství, který přes tlakový ventil 6 proudí vedením 20 do prostoru hlavy jímacího zásobníku 1. Je-li dosaženo potřebného tlaku, který je vyžadován na místě spotřeby, začíná dopravování zkapalněného plynu,· nacházejícího se v jímacím zásobníku 1, vedením 17 do přiváděcího vedení 18 k místu spotřeby. Výparník 22 před místem spotřeby přeměňuje zkapalněný vysokotlaký plyn na plyn v plynném skupenství. Zásobník 2 vysokotlakého plynu, který je napojen na vedení 18, zajišťuje v kombinaci s tlakovým nástavbovým výparníkem 3, který je ve spojení jak se zásobníkem 2_ vysokotlakého plynu, tak i přepouštěcím ventilem 14 s výparníkem 4_ přes vedení 20, vyrovnávání kolísání tlaku v přiváděcím vedení 18 k místu spotřeby.

Jakmile je jímací zásobník 1 vyprázdněn, uskutečňuje se při uzavřeném tlakovém ventilu 6 a otevřeném odvzdušňovacím

	• · · · ♦ 9 ··	9 · · • 4 · · • · ·	'4 · 9 99 9 9 · ⁹ 9 9 9 .
10 -	9 9 ♦ 9 9 9 99 999	• rt · · • · · 99 9 99	99 · · • · • 9 4

ventilu 7 opětné naplňováni jímacího zásobníku 1 zkapalněným plynem ze zásobní nádrže 16. Přitom se vypařený vysokotlaký plyn, nacházející se v jímacím zásobníku 1, odvzdušňovacím ventilem Ί_ a tlumičem 5 hluku předává do okolí. Celý průběh vyprazdňování a naplňování vyžaduje přibližně 20 až sekund. Během opětovného naplňování jímacího zásobníku 1_ zásobování vysokotlakým plynem přiváděcím vedení 18 setrvává vysokotlakého sekund trvajícího procesu zásobníku, pojímajícího přibližně nedochází k žádnému přerušení na místě spotřeby, ještě dostačující přibližně j ímacího protože v množství plynu. Během vyprazdňování litry, není podle vynálezu možné termické vyrovnání mezi zkapalněným plynem a vysokotlakým plynem, přidávaným do prostoru hlavy. Toto způsobuje efektivní, rychlé dopravování, které se uskutečňuje kontinuálně, přičemž podle velikosti zásobní nádrže 16 může být způsob prováděn na místě spotřeby po delší čas. Zásobní nádrž 16 může být například nádrž na dusík s kapacitou 30 000 litrů.

Dosavadní nevýhody při zásobování vysokotlakým plynem použitím větší, přibližně 6 000 litrů pojímající zásobní nádrže, jak jsou popsány v úvodu popisu, jsou u způsobu podle vynálezu vyloučeny. Kontinuální zásobování vysokotlakým plynem na místě spotřeby po delší časové rozpětí je možné, přičemž zásobování může být bezproblémově přerušováno, když například laserové zařízeni jako spotřebitel pracuje přerušovaně nebo není po určitý čas v provozu. Zařízení podle vynálezu umožňuje řízené vypařování zkapalněného plynu a přesné nastavování tlaku na žádaný spotřební tlak na místě spotřeby.

Obrázek 2 ukazuje s obrázkem 1 srovnatelný způsob provedení zařízení k zásobování plynem podle vynálezu,

	<··· · * ♦ ·	» · · • 4 · ·	• · · · · · • ♦ ♦
11 -		• · · « « ·	« · · • ·· · ·
4 · · • ť · · ·	« * · ♦ ♦	< * « * -9

rovněž se zásobní nádrží 16 pro zkapalněný plyn pod relativně nízkým tlakem, s jímacím zásobníkem 1, jehož obsah je mnohem menší než je obsah zásobní nádrže 16, s jednotkou kontrolující naplňování a vyprazdňování, skládající se z komponentů se vztahovými značkami 10 až 13, s další jednotkou k vyrovnávání kolísání tlaku, skládající se ze zásobníku 2 vysokotlakého plynu, tlakového výparníku 3 a řízení 8_ tlaku, dále s řídící jednotkou 19, jakož i s tlakovým nástavbovým výparníkem 4_ a dalším výparníkem 22 pro zkapalněný vysokotlaký plyn na místě spotřeby. Na rozdíl od obrázku 1 je zde zásobování vypařeným vysokotlakým plynem, používaným k vyprazdňování jímacího zásobníku 1, upraveno v nízkotlaké síti na dusík redukčním ventilem 15 (nízkotlaký magnetický ventil), který je upraven v odváděcím vedení 21 od prostoru hlavy jímacího zásobníku 1_ a který je řídící jednotkou 19 otevírán po fázi vyprazdňování jímacího zásobníku 1.

V ostatním je průběh zásobování vysokotlakým plynem na místě spotřeby stejný jako byl již znázorněn na obr. 1.

Také způsob funkce zařízení k zásobování plynem, znázorněného na obrázku 3, odpovídá v podstatě způsobu z předcházejících obrázků, avšak k dopravování použitý vysokotlaký plyn se znovu zkapalňuje a přivádí zpět oběhu. K tomu vede odváděči vedení 21 z prostoru hlavy jímacího zásobníku 1^ přes odvzdušňovací ventil 7 do zpětného chladiče 24 plynu, který je ze své strany integrován do zásobovacího vedení 18 pro zkapalněný vysokotlaký plyn k místu spotřeby. Při otevřeném odvzdušňovacím ventilu 7 proudí vysokotlaký plyn z vyprázdněného jímacího zásobníku 1 vedením 21 do zpětného chladiče 24 plynu, ve kterém dochází k tepelné výměně se zkapalněným vysokotlakým plynem, čímž dochází k <·♦·

- 12 silnému ochlazováni vysokotlakého plynu. Při teplotě vysokotlakého plynu v plynném stavu například 280 K a teplotě zkapalněného vysokotlakého plynu přibližně 110 K se vypařený vysokotlaký plyn ochlazuje na přibližně 120 K, uvolňuje se v uvolňovací trysce 25, čímž se zkapalňuje a může se v dalším průběhu zpětnou klapkou v odváděcím vedení od zpětného chladiče plynu přivádět zpět do přiváděcího vedení 17 k jímacímu zásobníku _1. Je také možné zpětné vedení podílu plynu do zásobní nádrže 16 vedením 23. Na obrázku 3 znázorněné zařízení k zásobování plynem pracuje jako uzavřený systém beze ztrát.

Další možnost úpravy pro zařízení k zásobování plynem podle vynálezu je znázorněna na obrázku 4. Stejné součásti zařízení jsou také zde označeny stejnými vztahovými značkami. Na rozdíl od zařízení k zásobování plynem z předcházejících obrázků jsou zde integrovány dva, proti nežádoucí tepelné výměně s okolím izolované, jímací zásobníky 1 a 1^Λ , které se cyklicky naplňují a vyprazdňují. Vycházejíc ze zásobní nádrže 16 pro zkapalněný dusík dochází k naplňování jednoho ze dvou jímacích zásobníků 1 popř. V· vedením 17 do dna jímacího zásobníku. Oba jímací zásobníky 1 a 1' mají v prostoru hlavy umístěné hladinové sondy, které uzavírají proces naplňování. Naplňování jednoho z obou jímacích zásobníků _1 a 1' se uskutečňuje vhodným nastavením obtokového uspořádání 30 se čtyřmi znázorněnými zpětnými klapkami. Po naplnění jímacího zásobníku se od výparníku 22, který je v provozu, na místě spotřeby se nalézající plyn odbočuje pod vysokým tlakem a vede se vedením 27 zpět do prostoru hlavy jímacího zásobníku. Přitom dochází ke zvýšení tlaku dmýchadlem 28, pro které může být použit především kyvadlový pístový kompresor. Přivádění zpětně vedeného vypařeného vysokotlakého plynu do jímacího zásobníku 1 nebo ···· • ·

1' se uskutečňuje přepojovacím blokem 29 přes oba znázorněné troj čestné ventily. Iniciační plnění výparníku 22 se může uskutečňovat při otevřeném obtokovém ventilu 31 a uzavřeném obtokovém uspořádání 30, aby mohl být systém odstartován. Dmýchadlo 28 zajišťuje zvyšování tlaku z 0,05 do 0,2 MPa, který je žádoucí, aby byl vysokotlaký plyn veden zpět do prostoru hlavy jímacího zásobníku 1_ nebo 1' . Obtokovým uspořádáním 30 s jeho zpětnými klapkami se dostává tímto způsobem zkapalněný plyn pod vysokým tlakem do vedení 18, které vede k výparníku 22 na místě spotřeby.

Oba jímací zásobníky 1 a 1' jsou podle vynálezu ve svých objemech o větší počet rozměrů menší než objem zásobní nádrže 16, která obvykle znamená u spotřebitele instalované tankové zařízení pro kapalný plyn s kapacitou více tisíc litrů. V tomto příkladu provedení se pro jímací zásobníky 1 a 1' používá obsah 1,8 litru. Čas k vyprázdnění jednoho každého jímacího zásobníku 1 a 1' činí přibližně 20 sekund, čímž je podle vynálezu zajištěno, že časové rozpětí, nutné k dosažení termické rovnováhy systému, zůstává nedosaženo. Tím je během celého procesu vyprazdňování zajištěna jasná hranice fází mezi zkapalněným plynem a stlačeným vysokotlakým plynem, která zajišťuje rychlé vyprazdňování jímacího zásobníku pod vysokým tlakem. V příkladu provedení podle obrázku 4 se, zatímco se druhý jímací zásobník 1 nebo 1' naplňuje zkapalněným plynem přes vedení 17 ze zásobní nádrže 16, z druhého jímacího zásobníku 1 popř. 1' uvolňuje vysokotlaký plyn v plynném stavu přes přepojovací blok 29, odvzdušňovací ventil 7 a tlumič 5 hluku do okolí. Samozřejmě mohou být také přibrány úpravy z obrázků 2 a 3 k dalšímu využití vysokotlakého plynu.

V ostatním je třeba upozornit na to, že veškeré

- 14 velikostní poměry v obrázcích 1 až 4 nejsou měřítkově věrné, jedná se tedy spíše o čistě schématické nákresy k ilustraci vynálezu.

U způsobu provedení na obr. dmýchadlem 28 použití zásobník. Především pro vlastního zásobování ušetří vedení 27 s výparníku pro jímací nadkritickým dusíkem, s při pokojové teplotě, se může s k zásobování plynem podle vynálezu.

co se týče nákladů, a může se vysokými tlaky zhruba výhodou použít zařízení

Systém je enormně úsporný, podle velikosti zásobovací nádrže 16 kontinuálně používat po velmi dlouhé časové rozpětí.

spotřeby uspořit nehospodárné

Především se mohou na místě vysokotlaké plynové jednotky.

U zařízení, znázorněných vedle jímacích zásobníků 1, popř. také ostatní zásobníky a vedení Toto výhodně působí především v odpojen a není zapotřebí žádný vysokotlaký na obrázcích j ímacích vybaveny případě, až 4, mohou být zásobníků 1 a 1', tepelnou izolací, je-li spotřebitel plyn.

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2 • 44♦

4· ♦ ·4

Claims

PATENTOVÉ

NÁROKY

1. Způsob přípravy vysokotlakého plynu na místě spotřeby, přičemž se plyn zkapalněný s nízkým tlakem odebírá ze zásobní nádrže (16), vyznačující se tím, že se zkapalněný plyn vede ze zásobní nádrže do jímacího zásobníku (1; 1' ) , jehož velikost je zvolena tak, že je časové rozpětí k vyprázdnění téhož menší, než je nutné k dosažení termické rovnováhy v jímacím zásobníku (1; 1') , a že se prostor hlavy jímacího zásobníku (1; 1') ostřikuje vypařeným plynem, který se získává mimo jímací zásobník (1; 1') ve výparníku (4;

22), dokud se zkapalněný plyn s potřebným vysokým tlakem může dopravovat k místu spotřeby, a že se po vyprázdnění jímacího zásobníku (1; 1' ) tento znovu naplňuje zkapalněným plynem.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se zkapalněný plyn řízené vypařuje a tlak se přesně nastavuje na potřebný spotřební tlak na místě spotřeby.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se používá jímací zásobník (1; 1') izolovaný proti tepelné výměně s okolím.
4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se velikost jímacího zásobníku (1; 1' ) pří daném objemovém proudu vysokotlakého plynu na místě spotřeby volí tak, že se obsah jímacího zásobníku (1; 1' ) vyprazdňuje v časovém rozpětí 1 až 60 sekund, výhodně 5 až 45 sekund, především 10 až 30 sekund.

• ·
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se obsah jímacího zásobníku (1; 1') volí podle daného objemového proudu vysokotlakého plynu na místě spotřeby mezi 1 a 10 litry, výhodně mezi 1 a 5 litry, především mezi 1 a 2 litry.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se používá jeden jímací zásobník (1; 1') a jedna zásobní nádrž (16), přičemž poměr obsahu jímacího zásobníku (1; 1') k obsahu zásobní nádrže (16) leží mezi 1:500 a 1:50 000, výhodně mezi 1:1 000 a 1:30 000, obzvláště výhodně mezi 1:3 000 a 1:25 000.
7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že prostor hlavy jímacího zásobníku (1; 1') se ostřikuje vypařeným plynem, který se vyjímá z výparníku (22) na místě spotřeby.
8. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že tlak vypařeného plynu se při přivádění k prostoru hlavy jímacího zásobníku (1; 1') zvyšuje.
9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že po vyprázdnění jímacího zásobníku (1; 1' ) se jeho obsah vypařeného vysokotlakého plynu předává odvzdušňovacím ventilem (7) do okolí.
10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že po vyprázdění jímacího zásobníku (1; 1') se jeho obsah vypařeného vysokotlakého plynu přeměňuje přes redukční ventil (15) na nízkotlaký plyn.
11. Způsob podle některého z nároků 1 až 10, φ ·· ♦ · ···· • · · · · · · • · · · ···♦ • · · · · • · · · · ·· * vyznačující se tím, že po vyprázdnění jímacího zásobníku (1; 1') se jeho obsah vypařeného vysokotlakého plynu tepelnou výměnou se zkapalněným, k místu spotřeby dovedeným plynem chladí a návazně uvolňuje, čímž se zčásti zkapalňuje, a že se tento znovu zkapalněný plyn přivádí zpět do oběhu se zkapalněným plynem.
12. Způsob podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že se používají dva nebo více paralelně zařazených jímacích zásobníků (1; 1'), které se cyklicky naplňují zkapalněným plynem ze zásobní nádrže (16) a pomocí vypařeného plynu se vyprazdňují pod vysokým tlakem.
13. Způsob podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že se používají dva nebo více paralelně zařazených jímacích zásobníků (1; 1') , které se zároveň naplňují zkapalněným plynem ze zásobní nádrže (16) a pomocí vypařeného plynu se vyprazdňují pod vysokým tlakem.
14. Zařízení k zásobování plynem k přípravě vysokotlakého plynu na místě spotřeby, přičemž je upravena zásobní nádrž, která pokrývá spotřebu plynu po větší časový prostor a obsahuje zkapalněný plyn pod nízkým tlakem, vyznačující se tím, že alespoň jeden jímací zásobník (1; 1') s podstatně menším obsahem než zásobní nádrž (16) je s tímto spojen vedením (17), že na hlavě každého jímacího zásobníku (1; 1') je umístěno přiváděči vedení (20) pro vypařený plyn z výparníku (4; 22) pod vysokým tlakem, a že na dně každého jímacího zásobníku (1; 1') je umístěno odváděči vedení (17, 18) pro zkapalněný plyn pod vysokým tlakem k místu spotřeby.
15. Zařízení k zásobování plynem podle nároku 14, vyznačující se tím, že jímací zásobník (1; 1') je izolován ·«· ··· ·· ·· ··· ··· · · · · * proti tepelné výměně s okolím.
16. Zařízeni k zásobování plynem podle nároku 14 nebo 15, vyznačující se tím, že obsah jímacího zásobníku (1; 1') činí podle daného objemového proudu vysokotlakého plynu na místě spotřeby mezi 1 a 10 litry, výhodně mezi 1 a 5 litry, především mezi 1 a 2 litry.
17. Zařízení k zásobování plynem, podle některého z nároků 14 až 16, vyznačující se tím, že poměr obsahu jímacího zásobníku (1; 1' ) k velikosti zásobní nádrže (16) činí mezi 500 a 50 000, výhodně mezi 1 000 a 30 000, obzvláště mezi 3 000 a 25 000.
18.

Zařízení k zásobování plynem podle některého z nároků 14 až 18, vyznačující se tím, že ode dna jímacího zásobníku je vedeno přiváděči vedení výparníku k hlavě jímacího zásobníku.
19. Zařízení k zásobování plynem podle některého znároků 14 až

18, vyznačující se tím, že jsou upraveny prostředky (10, vyprazdňování, jednotkou (19) řízení tlaku,

12, 13) ke kontrole procesu naplňování a které jsou v účinném ke zprostředkování signálů

11, spojení s řídící aby se mohl nastavovat plynu, dopraveného k místu spotřeby.
20. Zařízení k zásobování plynem podle některého z nároků 14 až 19, vyznačující se tím, že jsou k dispozici prostředky (9) k přerušeni vedení plynu k místu spotřeby, které jsou popřípadě řiditelné řídící jednotkou (19).

Λ
21. Zařízeni k zásobování plynem podle některého z nároků 14 až 20, vyznačující se tím, že je od hlavy jímacího zásobníku (1; 1' ) upraveno odváděči vedení (21) pro vysokotlaký plyn, které odvzdušňovacím ventilem (7) a tlumičem (5) zvuku vede do okolí.
22. Zařízení k zásobování plynem podle některého z nároků 14 až 20, vyznačující se tím, že je od hlavy jímacího zásobníku (1; 1') upraveno odváděči vedení (21) pro vysokotlaký plyn, které je přes redukční ventil (15) ve spojení s vedením nízkotlakého plynu.
23. Zařízení k zásobování plynem podle některého z nároků 14 až 20, vyznačující se tím, že je od hlavy jímacího zásobníku (1; 1' ) upraveno odváděči vedení (21) pro vysokotlaký plyn, které vede do zpětného chladiče (24) plynu, ve kterém toto odváděči vedení (21) ústí do uvolňovací trysky (25).
24. Zařízení k zásobování plynem podle nároku 23, vyznačující se tím, že zpětný chladič (24) plynu má odváděči vedení (21) pro zkapalněný plyn, které je spojeno s přiváděcím vedením (26) pro zkapalněný plyn do jímacího zásobníku (1; 1').
25. Zařízení k zásobování plynem podle nároků 14 až

24, vyznačující se tím, že v odváděcím vedení (18) pro zkapalněný plyn pod vysokým tlakem k místu spotřeby je upraven výparník (22), jehož výstup je spojen s vedením (27), které vede k hlavě jednoho nebo více jímacích zásobníků (1, 1'), přičemž je v tomto vedení (27) upraven prostředek (28) ke zvyšování tlaku.
26. Zařízení k zásobování plynem podle nároku 25, vyznačující se tím, že prostředek (28) ke zvyšování tlaku je kyvadlový pístový kompresor (28).

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

• 99 ·

1/4 ·· • ·· ·· · ·· · • 999 · · · • · 9 · · · · 9 • 9 · · · ··· ·· ·· ·

2/4 ····