DE102016124636A1 - Liquefied gas compressor with a pressure-volume converter and a torque converter - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssiggaskompressor und insbesondere einen Flüssiggaskompressor mit einer Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung und einem Drehmomentwandler zum aufeinanderfolgenden Verdichten und Speichern von Gas, mit: einer geraden Anzahl erster senkrechter Verdichtungsrohre zum Verdichten und Ausgeben von zuströmendem Gas, einer ersten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung zum Erhöhen des Volumens, während dem Innenraum jedes der ersten senkrechten Verdichtungsrohre Flüssigkeit zugeführt wird, einer ersten Hydraulikpumpen, einem ersten geschlossenen Druckkreis mit einem ersten Motor, der die erste Hydraulikpumpe antreibt, und einem ersten Drehmomentwandler, der das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors steuert, zweiten senkrechten Verdichtungsrohren zum Erhöhen des Drucks, während dem Innenraum jedes der zweiten senkrechten Verdichtungsrohre Flüssigkeit zugeführt wird, einer zweiten Hydraulikpumpe und einem zweiten geschlossenen Druckkreis mit einem zweiten Motor, der die zweite Hydraulikpumpe antreibt, und einem zweiten Drehmomentwandler, der das Ausangsdrehmoment des zweiten Motors steuert.The present invention relates to a liquid gas compressor, and more particularly to a liquid gas compressor having a pressure-to-volume converter and a torque converter for successively compressing and storing gas, comprising: an even number of first vertical compression tubes for compressing and discharging incoming gas, a first pressure-volume Conversion means for increasing the volume, while the interior of each of the first vertical compression tubes liquid is supplied, a first hydraulic pump, a first closed pressure circuit with a first motor which drives the first hydraulic pump, and a first torque converter which controls the output torque of the first motor, second vertical compression tubes for increasing the pressure, while the interior of each of the second vertical compression tubes liquid is supplied, a second hydraulic pump and a second closed pressure circuit with a a second motor that drives the second hydraulic pump and a second torque converter that controls the output torque of the second motor.
Description
Technischer Bereich Technical part
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssiggaskompressor und insbesondere einen Flüssiggaskompressor mit einer Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung und einem Drehmomentwandler zum aufeinanderfolgenden Verdichten und Speichern von Gas, mit: einer geraden Anzahl erster senkrechter Verdichtungsrohre zum Verdichten und Ausgeben von eingeleitetem Gas; einer ersten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung zum Erhöhen des Volumens, während dem Innenraum jedes der ersten senkrechten Verdichtungsrohre Flüssigkeit zugeführt und davon abgeführt wird; einer ersten Hydraulikpumpe; einem ersten geschlossenen Druckkreis mit einem ersten Motor, der die erste Hydraulikpumpe antreibt, und einem ersten Drehmomentwandler, der das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors steuert; zweiten senkrechten Verdichtungsrohren zum Erhöhen des Drucks, während dem Innenraum jedes der zweiten senkrechten Verdichtungsrohre Flüssigkeit zugeführt und davon abgeführt wird; einer zweiten Hydraulikpumpe; und einem zweiten geschlossenen Druckkreis mit einem zweiten Motor, der die zweite Hydraulikpumpe antreibt, und einem zweiten Drehmomentwandler, der das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors steuert. The present invention relates to a liquid gas compressor, and more particularly to a liquid gas compressor having a pressure-volume conversion device and a torque converter for successively compressing and storing gas, comprising: an even number of first vertical compression tubes for compressing and discharging introduced gas; a first pressure-volume conversion means for increasing the volume while supplying and discharging liquid to the inner space of each of the first vertical compression tubes; a first hydraulic pump; a first closed pressure circuit having a first motor that drives the first hydraulic pump and a first torque converter that controls the output torque of the first motor; second vertical compression tubes for increasing the pressure, while the interior of each of the second vertical compression tubes liquid is supplied and discharged therefrom; a second hydraulic pump; and a second closed pressure circuit having a second motor that drives the second hydraulic pump and a second torque converter that controls the output torque of the second motor.
Stand der Technik State of the art
Ein kolbenloser Kompressor für gasförmige Medien ist aus dem
Bei diesem kolbenlosen Kompressor ist das Arbeitsfluid in den Kompressorzylindern mit einer als eine Hydraulikpumpe ausgebildeten Verdrängermaschine verbunden, wobei ein Regelventil zum Regeln des Zuflusses und des Abflusses des Arbeitsfluids vorgesehen ist, wobei das Regelventil als eine Funktion des Fluidpegels des Arbeitsfluids in den Kompressorzylindern gesteuert wird, der mittels elektronischer Wegmesssysteme erfasst wird. Die Kompressorzylinder sind vorzugsweise vertikal angeordnet, um den Abfluss von Arbeitsfluid aus dem Verdrängerzylinder durch Gravitation zu unterstützen. In this reciprocating compressor, the working fluid in the compressor cylinders is connected to a positive displacement machine formed as a hydraulic pump, with a control valve for controlling the inflow and outflow of the working fluid, the control valve being controlled as a function of the fluid level of the working fluid in the compressor cylinders, which is detected by means of electronic displacement measuring systems. The compressor cylinders are preferably arranged vertically to assist the outflow of working fluid from the displacer cylinder by gravity.
Bei einem solchen Kompressor kann die Fluidsäule des Arbeitsfluids nicht durch Gravitationsbeschleunigung beschleunigt werden, so dass die Zyklusgeschwindigkeit des Kompressors durch die Gravitationsbeschleunigung begrenzt ist. In such a compressor, the fluid column of the working fluid can not be accelerated by gravitational acceleration, so that the cycle speed of the compressor is limited by the gravitational acceleration.
Aufgrund dieser großen Zykluszeit und langer Stationszeiten weisen derartige Kompressoren eine hohe Förderstrompulsation des Förderstromes des verdichteten Mediums auf. Because of this large cycle time and long station times, such compressors have a high flow rate pulsation of the flow of the compressed medium.
Wenn ein gleichmäßiger Förderstrom des verdichteten Mediums erforderlich ist, beispielsweise beim Betanken von Fahrzeugen, ist ein Zwischenspeicher erforderlich, in den die Kompressorzylinder das Medium transportieren. Um eine hohe Kompressorleistung zu erzielen, sind aufgrund der hohen Zykluszeit große Zylinderabmessungen der Kompressorzylinder erforderlich. Die großen Zylinderabmessungen und der Zwischenspeicher verursachen hohe Herstellungskosten und erfordern einen großen Installationsraum. Zudem ist durch die elektronischen Wegmesssysteme und das Regelventil auch ein hoher struktureller Aufwand erforderlich. Darüber hinaus ist durch die großen Zylinderabmessungen eine große Menge an Arbeitsfluid erforderlich, was zu hohen Herstellungskosten und hohen Betriebskosten führt. Um die große Menge an Arbeitsfluid transportieren zu können, ist eine leistungsstarke Hydraulikpumpe erforderlich, die entsprechend hohe Herstellungskosten mit sich bringt und einen hohen Geräuschpegel im Betrieb hat. If a uniform flow rate of the compressed medium is required, for example when fueling vehicles, a buffer is required, in which the compressor cylinders transport the medium. In order to achieve a high compressor performance, large cylinder dimensions of the compressor cylinders are required due to the high cycle time. The large cylinder dimensions and the buffer cause high manufacturing costs and require a large installation space. In addition, a high structural complexity is required by the electronic position measuring systems and the control valve. In addition, the large cylinder dimensions require a large amount of working fluid, resulting in high manufacturing costs and high operating costs. In order to transport the large amount of working fluid, a powerful hydraulic pump is required, which entails correspondingly high production costs and has a high noise level during operation.
Aus der
Darüber hinaus sind typische Kompressoren bekannt, bei denen die Verdrängermaschine als eine Kolbenmaschine mit mindestens einer Zylinderkammer ausgebildet und jede Zylinderkammer mit einem Kompressorzylinder verbunden ist. Hier wird der Förderstrom des verdichteten Mediums durch mehrere Kompressorzylinder erzeugt, die jeweils mit einer Zylinderkammer der Kolbenmaschine verbunden sind und nacheinander und damit gleichmäßig das Medium in den Auslasskanal transportieren, wodurch ein Förderstrom von verdichtetem Medium mit geringer Förderstrompulsation erhalten werden kann. Derartige typische Kompressoren weisen kurze Stationszeiten und damit eine kurze Zykluszeit auf, wodurch die Zylinderabmessungen der Kompressorzylinder vermindert werden können. Hierdurch ergibt sich ein geringer struktureller Platzbedarf und ein geringer Herstellungsaufwand. Zudem kann die Menge an Arbeitsfluid reduziert werden, wodurch sich auch ein geringer Betriebsaufwand ergibt. Außerdem ist es möglich, das Arbeitsfluid etwa mit der Gravitationsbeschleunigung zu bewegen, wobei die Kolbenmaschine dazu geeignet ist, mit einer hohen Drehzahl betrieben zu werden. Hierbei können auch bei einer hohen Kompressorleistung der strukturelle Aufwand und die Geräuschbelastung für die als eine Kolbenmaschine konstruierte Verdrängermaschine reduziert werden. In addition, typical compressors are known in which the positive displacement machine is designed as a piston engine with at least one cylinder chamber and each cylinder chamber is connected to a compressor cylinder. Here, the flow of the compressed medium is generated by a plurality of compressor cylinders, which are each connected to a cylinder chamber of the piston engine and successively and thus evenly transport the medium in the outlet channel, whereby a flow of compressed medium can be obtained with low flow rate pulsation. Such typical compressors have short station times and thus a short cycle time, whereby the cylinder dimensions of the compressor cylinder can be reduced. This results in a small structural space requirement and a low production cost. In addition, the amount of working fluid can be reduced, which also results in a low operating cost. Besides, it is it is possible to move the working fluid at about the gravitational acceleration, the reciprocating engine being adapted to be operated at a high speed. In this case, the structural complexity and the noise level for the displacement machine designed as a piston engine can be reduced even with a high compressor output.
Bei derartigen typischen Kompressoren ist jedoch aufgrund der kurzen Zykluszeit in den Kompressorzylindern eine exakte Pegelmessung des Arbeitsfluids nicht mehr möglich, wodurch ein sicherer Betrieb des Kompressors mit einer ausreichenden Menge an Arbeitsfluid in den Verdrängerzylindern nicht länger garantiert ist. However, in such typical compressors, due to the short cycle time in the compressor cylinders, accurate level measurement of the working fluid is no longer possible, thus no longer guaranteeing safe operation of the compressor with a sufficient amount of working fluid in the displacer cylinders.
Zur Lösung der vorstehenden Probleme ist in der
Wie in
Ferner ist es zum Bereitstellen eines Kompressors, bei dem mit einem geringen strukturellen Aufwand ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet wird, in der Erfindung vorgesehen, dass dem Auslasskanal (
Allerdings weist ein solcher kolbenloser Kompressor keinen Kolben zwischen dem Arbeitsfluid und gasförmigen Medien auf, so dass das Arbeitsfluid direkt mit Gas in Kontakt kommt und Gas durch das Arbeitsfluid absorbiert wird, das nur durch Gravitation herabfällt. Daher ist der kolbenlose Kompressor nicht für eine Verdichtungsvorrichtung geeignet, weil die Zykluszeit für den Verdichtungsvorgang aufgrund der Beschleunigung durch Gravitation ziemlich lang ist, was eine geringe Verdichtungseffizienz verursacht. However, such a reciprocating compressor does not have a piston between the working fluid and gaseous media, so that the working fluid directly contacts with gas and gas is absorbed by the working fluid that falls only by gravity. Therefore, the piston-less compressor is not suitable for a compacting apparatus because the cycle time for the compacting operation is quite long due to acceleration by gravity, causing a low compression efficiency.
Ferner gibt es Probleme dahingehend, dass eine Arbeitsfluidtrenneinrichtung und eine Rückführeinrichtung erforderlich sind, da Gas direkt mit dem Arbeitsfluid in Kontakt kommt, so dass Arbeitsfluid im Gas enthalten ist und mit dem Gas transportiert wird, das Arbeitsfluid ionisiert wird, um die Trennung von Gas und Arbeitsfluid zu ermöglichen, und die Herstellungskosten aufgrund einer komplexen Struktur, wie beispielsweise eines in einem Speicherbehälter des Arbeitsfluids installierten Pegelmesssystems, hoch sind. Further, there are problems in that a working fluid separator and a return device are required because gas comes into direct contact with the working fluid so that working fluid is contained in the gas and transported with the gas, the working fluid is ionized to prevent the separation of gas and gas To allow working fluid, and the manufacturing costs are high due to a complex structure, such as a installed in a storage container of the working fluid level measuring system, high.
Ferner wird ionisiertes Arbeitsfluid durch eine Hochgeschwindigkeitsdrehbewegung eines rotierenden Radialverteilers getrennt, wodurch der ionische Charakter des ionisierten Fluids gebrochen wird, die Ionisation schnell zerstört wird und das Volumen des Arbeitsfluids, das im Gas enthalten ist und damit transportiert wird, größer wird, und das durch Gravitation herabgefallene Arbeitsfluid absorbiert Gas, so dass ein Standby-Gaskompressor an einer Einlassscherung installiert werden sollte, um die Verdichtungseffizienz zu erhöhen. Daher werden Geräusche und Wärme erzeugt, so dass in einem Vergleich mit einem herkömmlichen Kompressor keine Vorteile gefunden werden können. Further, ionized working fluid is separated by a high-speed rotary motion of a rotating radial distributor, breaking the ionic character of the ionized fluid, rapidly destroying the ionization, and increasing the volume of the working fluid contained in and transported by the gas, and that by gravity dropped working fluid absorbs gas, so a standby gas compressor should be installed on an inlet shear to increase the compression efficiency. Therefore, noises and heat are generated, so that no advantages can be found in a comparison with a conventional compressor.
Außerdem wird, obwohl es einen fünfstufigen Verdichtungszylinder gibt, das Arbeitsfluid durch einen Zylinder aufeinanderfolgend über einen Rotationsverteiler verteilt, so dass ein Verdichtungsvorgang eines anderen Zylinders beginnt, nachdem der Verdichtungsvorgang eines Zylinders abgeschlossen ist. Daher gibt es Probleme dahingehend, dass die Verdichtungseffizienz gering ist und die Herstellungskosten aufgrund zahlreicher und komplizierter Zylinder hoch sind. In addition, although there is a five-stage compression cylinder, the working fluid is sequentially distributed by a cylinder via a rotary distributor, so that a compression operation of another cylinder begins after the compression operation of a cylinder is completed. Therefore, there are problems in that the compression efficiency is low and the manufacturing cost is high due to many and complicated cylinders.
Um derartige Probleme zu lösen, ist ferner in der
Wie in
Es gibt jedoch Probleme dahingehend, dass die Gasverdichtungsvorrichtung mit stangenlosem Zylinder aufgrund des Kolbens beschädigt wird, der während der Auf- und Abwärtsbewegung verschleißt, da der Kolben eng an der Innenwand des Verdichtungszylinders angeordnet ist, um einen direkten Kontakt zwischen dem Arbeitsfluid und dem Gas zu verhindern, wodurch veranlasst wird, dass das Arbeitsfluid und das Gas miteinander in Kontakt kommen, und es wird ein Reibungsverlust aufrechterhalten, weil der Kolben tatsächlich vorhanden ist, obgleich er keine Kolbenstangenform hat. However, there are problems in that the rodless cylinder gasification apparatus is damaged due to the piston being worn during the upward and downward movement because the piston is closely fitted to the inner wall of the compression cylinder to allow direct contact between the working fluid and the gas thereby causing the working fluid and the gas to come into contact with each other, and a friction loss is maintained because the piston is actually present although it has no piston rod shape.
Außerdem besteht ein weiteres Problem darin, dass ein Hydraulikpumpenansaugrohr für das Arbeitsfluid in der Gasverdichtungsvorrichtung mit stangenlosem Zylinder direkt mit dem unteren Abschnitt des Verdichtungszylinders verbunden ist und aufgrund des verschlissenen stangenlosen Kolbens Gas zur Hydraulikpumpe führt, wodurch der Betrieb der Hydraulikpumpe unterbrochen wird. In addition, there is another problem that a hydraulic pump suction pipe for the working fluid in the rodless cylinder gasification apparatus is directly connected to the lower portion of the compression cylinder and, due to the worn rodless piston, supplies gas to the hydraulic pump, thereby interrupting the operation of the hydraulic pump.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass, obwohl der Positionssensor zum Erfassen einer Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens im Verdichtungszylinder der Gasverdichtungsvorrichtung mit stangenlosem Zylinder angeordnet ist, der Kolben nicht bewegt wird, wenn aufgrund des verschlissenen Kolbens Gas austritt, wodurch der Betrieb der Vorrichtung unterbrochen wird. Another problem is that although the position sensor for detecting up and down movement of the piston is disposed in the compression cylinder of the rodless cylinder gasification apparatus, the piston is not moved when gas is leaked due to the worn piston, thereby interrupting operation of the apparatus becomes.
Stand der Technik State of the art
Referenzliste References
-
(Patentreferenz 1)
Koreanisches Patent Nr. 10-1422807 Korean Patent No. 10-1422807 -
(Patentreferenz 2)
Koreanisches Patent Nr. 10-1559108 Korean Patent No. 10-1559108
Kurze Beschreibung der Erfindung Brief description of the invention
Technisches Problem Technical problem
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Probleme zu lösen und einen Flüssiggaskompressor und insbesondere einen Flüssiggaskompressor mit einer Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung und einem Drehmomentwandler zum aufeinanderfolgenden Verdichten und Speichern von Gas bereitzustellen, mit: einer geraden Anzahl erster senkrechter Rohre zum Verdichten und Ausgeben von zuströmendem Gas; einer ersten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung zum Erhöhen des Volumens, während dem Innenraum jedes der ersten senkrechten Verdichtungsrohre Flüssigkeit zugeführt und davon abgeführt wird; einer ersten Hydraulikpumpe; einem ersten geschlossenen Druckkreis mit einem ersten Motor, der die erste Hydraulikpumpe antreibt, und einem ersten Drehmomentwandler, der das Ausgangsdrehmoment des ersten Motors steuert; zweiten senkrechten Verdichtungsrohren zum Erhöhen des Drucks, während dem Innenraum jedes der zweiten senkrechten Verdichtungsrohre Flüssigkeit zugeführt und davon abgeführt wird; einer zweiten Hydraulikpumpe; und einem zweiten geschlossenen Druckkreis mit einem zweiten Motor, der die zweite Hydraulikpumpe antreibt, und einem zweiten Drehmomentwandler, der das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors steuert. It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a liquid gas compressor, and more particularly a liquid gas compressor having a pressure-volume conversion means and a torque converter for successively compressing and storing gas, comprising: an even number of first vertical pipes for compression and discharge of incoming gas; a first pressure-volume conversion means for increasing the volume while supplying and discharging liquid to the inner space of each of the first vertical compression tubes; a first hydraulic pump; a first closed pressure circuit having a first motor that drives the first hydraulic pump and a first torque converter that controls the output torque of the first motor; second vertical compression tubes for increasing the pressure, while the interior of each of the second vertical compression tubes liquid is supplied and discharged therefrom; a second hydraulic pump; and a second closed pressure circuit having a second motor that drives the second hydraulic pump and a second torque converter that controls the output torque of the second motor.
Technische Lösung Technical solution
Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, wird durch die vorliegende Erfindung ein Flüssiggaskompressor mit einer Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung und einem Drehmomentwandler bereitgestellt, mit: einem ersten geschlossenen Druckkreis zum Ausgeben von Gas über ein erstes Gasauslassrohr durch zwangsweises Absorbieren und Verdichten von Gas bis zu einem Vakuumzustand, während Druckflüssigkeit, die über eine erste Druckflüssigkeitsleitung zugeführt und abgeführt wird, durch Gas angehoben und abgesenkt wird, das über eine erste Gaszufuhrleitung zugeführt wird, und zum Unterdrucksetzen von Druckflüssigkeit durch Arbeitsöl, das über eine erste Arbeitsölleitung zugeführt und abgeführt wird; einem Zwischenspeicherbehälter zum Zwischenspeichern von Druckgas, das über die erste Gasauslassleitung ausgegeben wird; einem zweiten geschlossenen Druckkreis zum Ausgeben von Gas über ein zweites Gasauslassrohr durch zwangsweises Absorbieren und Verdichten von Gas bis zu einem Vakuumzustand, während Druckflüssigkeit, die über einer ersten Druckflüssigkeitsleitung zugeführt und abgeführt wird, durch vom Zwischenspeicherbehälter über eine zweite Gaszufuhrleitung zugeführtes Gas angehoben und abgesenkt wird, und zum Unterdrucksetzen von Druckflüssigkeit durch Arbeitsöl, das über eine zweite Arbeitsölleitung zugeführt und abgeführt wird; einem Hauptspeicherbehälter zum Speichern von Druckgas, das über die zweite Gasauslassleitung ausgegeben wird; und einer Steuereinheit zum Speichern von Druckgas im Hauptspeicherbehälter und zum Steuern des Betriebs des ersten und des zweiten geschlossenen Druckkreises durch Prüfen des Drucks von Gas, das in Richtung zum ersten geschlossenen Druckkreis und zum zweiten geschlossenen Druckkreis strömt, wenn der Gasdruck des im Hauptspeicherbehälter gespeicherten Gases unter den Referenzdruck abfällt. In order to achieve the above objects, the present invention provides a liquid gas compressor having a pressure-volume conversion device and a torque converter, comprising: a first closed pressure circuit for outputting gas via a first gas outlet pipe by forcibly absorbing and compressing gas up to one Vacuum state while pressurized liquid supplied and discharged via a first pressurized liquid line is raised and lowered by gas supplied via a first gas supply line and pressurizing pressurized fluid by working oil supplied and discharged via a first working oil passage; a buffer tank for temporarily storing pressurized gas discharged via the first gas exhaust pipe; a second closed pressure circuit for outputting gas via a second gas outlet tube by forcibly absorbing and compressing gas to a vacuum state, while pressurized fluid supplied and discharged via a first pressure fluid line is raised and lowered by gas supplied from the intermediate reservoir via a second gas supply line , And for pressurizing pressurized fluid by working oil, via a second working oil line is supplied and discharged; a main storage tank for storing compressed gas discharged via the second gas discharge pipe; and a control unit for storing pressurized gas in the main storage tank and controlling the operation of the first and second closed pressure circuits by checking the pressure of gas flowing toward the first closed pressure circuit and the second closed pressure circuit when the gas pressure of the gas stored in the main storage tank falls below the reference pressure.
Hierbei weist der Flüssiggaskompressor mit der Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung und dem Drehmomentwandler ferner einen Arbeitsölbehälter zum Zuführen von Arbeitsöl zum ersten geschlossenen Druckkreis und zum zweiten geschlossenen Druckkreis und zum Speichern von Arbeitsöl auf, das vom ersten geschlossenen Druckkreislauf und vom zweiten geschlossenen Druckkreis ausgegeben wird. Here, the LPG compressor with the pressure-volume conversion device and the torque converter further comprises a working oil tank for supplying working oil to the first closed pressure circuit and the second closed pressure circuit and for storing working oil, which is output from the first closed pressure circuit and the second closed pressure circuit.
Hierbei weist der erste geschlossene Druckkreis auf: ein oder mehrere Paare erster senkrechter Verdichtungsrohre, deren Innenraum leer und rund ist, wobei einem Ende jedes Rohrs über die erste Gaszufuhrleitung Gas zugeführt wird, jeweils eine erste Gaszufuhröffnung und ein erster Gasauslass zum Ausgeben von Gas über die erste Gasauslassleitung installiert sind, ein mit einer ersten Druckflüssigkeitsleitung verbundener erster Druckflüssigkeitsausgang am anderen Ende ausgebildet ist, und im Rohrinnenraum durch Anheben und Absenken der Druckflüssigkeit Gas zwangsweise absorbiert und bis zu einem Vakuumzustand verdichtet wird; eine erste Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung mit einem leeren runden Innenraum zum Speichern von Druckflüssigkeit, mit einem ersten Körper, an dessen beiden Enden ein zweiter Druckflüssigkeitsausgang ausgebildet ist, der mit jeder der ersten Druckflüssigkeitsleitungen verbunden ist; einen zweiten Körper zum Speichern von Arbeitsöl infolge eines Durchmessers, der kleiner ist als derjenige des ersten Körpers, wobei an beiden Enden des zweiten Körpers ein erster Arbeitsölausgang ausgebildet ist, der mit jeder der ersten Arbeitsölleitungen verbunden ist; und einen zwischen dem ersten Körper und dem zweiten Körper installierten ersten bidirektionalen Kolben zum Verdichten und Ausgeben von Druckflüssigkeit durch Arbeitsöl; ein erstes Solenoidventil, das mit jeder der ersten Arbeitsölleitungen verbunden ist, zum Bewegen des ersten bidirektionalen Kolbens der ersten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung durch Ändern des Strömungsweges des Arbeitsöls gemäß der Steuerung der Steuereinheit; eine oder mehrere erste in der ersten Arbeitsölleitung installierte Hydraulikpumpen, die Arbeitsöl vom Arbeitsölbehälter unter Druck setzen und der ersten Arbeitsölleitung zuführen; einen ersten Motor zum Bereitstellen einer Drehkraft für die erste Hydraulikpumpe; einen auf der ersten Arbeitsölleitung installierten ersten Drucksensor zum Messen des Drucks des Arbeitsöls und zum Zuführen des gemessenen Druckwerts zur Steuereinheit; und einen auf der ersten Arbeitsölleitung installierten ersten Drehmomentwandler zum Umwandeln der Drehzahl und des Drehmoments der ersten Hydraulikpumpe gemäß der Steuerung der Steuereinheit. Here, the first closed pressure circuit comprises: one or more pairs of first vertical compression tubes whose interior is empty and round, wherein one end of each tube is supplied with gas via the first gas supply line, a first gas supply opening and a first gas outlet for discharging gas over the first first gas outlet line are installed, a first pressure fluid line connected to the first pressure fluid outlet is formed at the other end, and forcibly absorbed in the tube interior by raising and lowering the pressure fluid gas and compressed to a vacuum state; a first pressure-volume conversion means having an empty round inner space for storing pressurized fluid, having a first body at both ends of which a second pressure fluid outlet connected to each of the first pressure fluid conduits is formed; a second body for storing working oil due to a diameter smaller than that of the first body, wherein at both ends of the second body, a first working oil outlet is formed, which is connected to each of the first working oil lines; and a first bidirectional piston installed between the first body and the second body for compressing and discharging pressurized fluid with working oil; a first solenoid valve connected to each of the first working oil passages for moving the first bidirectional piston of the first pressure-volume conversion device by changing the flow path of the working oil according to the control of the control unit; one or more first hydraulic pumps installed in the first working oil line, pressurizing the working oil from the working oil tank and supplying it to the first working oil line; a first motor for providing a rotational force to the first hydraulic pump; a first pressure sensor installed on the first working oil pipe for measuring the pressure of the working oil and supplying the measured pressure value to the control unit; and a first torque converter installed on the first working oil passage for converting the rotational speed and the torque of the first hydraulic pump according to the control of the control unit.
Hierbei ist in der ersten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung der Durchmesser beider Enden des ersten bidirektionalen Kolbens gemäß dem Gasdruck des in die erste Gaszufuhrleitung zuströmenden Gases derart festgelegt, dass das Gasverdichtungsmaß durch Zuführen eines großen Druckflüssigkeitsvolumens erhöht wird, wenn das Gas aus der ersten Gaszufuhrleitung ausströmt, und die erste Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung führt den ersten senkrechten Verdichtungsrohren Druckflüssigkeit zu, indem unter Verwendung des Drucks der ersten Hydraulikpumpe, mit dem die Druckflüssigkeit unter Druck gesetzt wird, veranlasst wird, dass das Volumen der Druckflüssigkeit größer ist als dasjenige des Arbeitsöls in der ersten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung. Here, in the first pressure-volume conversion means, the diameter of both ends of the first bi-directional piston is set in accordance with the gas pressure of the gas flowing into the first gas supply pipe so that the gas compression amount is increased by supplying a large volume of hydraulic fluid when the gas flows out of the first gas supply pipe , and the first pressure-volume conversion means supplies pressure fluid to the first vertical compression tubes by causing the volume of the pressure fluid to be larger than that of the working oil in using the pressure of the first hydraulic pump to pressurize the pressure fluid the first pressure-volume conversion device.
Hierbei weist der zweite geschlossene Druckkreis auf: ein oder mehrere Paare zweiter senkrechter Verdichtungsrohre, deren Innenraum leer und rund ist, wobei einem Ende der Rohre über die zweite Gaszufuhrleitung Gas zugeführt wird, eine zweite Gaszufuhröffnung und ein zweiter Gasauslass jeweils zum Ausgeben von Gas über die zweite Gasauslassleitung installiert sind, ein mit einer zweiten Druckflüssigkeitsleitung verbundener zweiter Druckflüssigkeitsausgang am anderen Ende ausgebildet ist, und im Rohrinnenraum durch Anheben und Absenken der Druckflüssigkeit Gas zwangsweise absorbiert und bis zu einem Vakuumzustand verdichtet wird; eine zweite Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung mit einem leeren runden Innenraum zum Speichern von Druckflüssigkeit, die einen dritten Körper aufweist, an dessen beiden Enden der mit jeder der zweiten Druckflüssigkeitsleitungen verbundene zweite Druckflüssigkeitsausgang ausgebildet ist; einen vierten Körper zum Speichern von Arbeitsöl aufgrund eines Durchmessers, der größer ist als derjenige des dritten Körpers, um den Druck der Druckflüssigkeit im dritten Körper zu erhöhen, wobei an beiden Enden des vierten Körpers ein mit jeder der zweiten Arbeitsölleitungen verbundener zweiter Arbeitsölausgang ausgebildet ist; einen zwischen dem dritten Körper und dem vierten Körper installierten zweiten bidirektionalen Kolben zum Verdichten und Ausgeben von Druckflüssigkeit durch Arbeitsöl; ein mit jeder der zweiten Arbeitsölleitungen verbundenes zweites Solenoidventil zum Bewegen des zweiten bidirektionalen Kolbens der zweiten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung durch Ändern des Strömungsweges des Arbeitsöls gemäß der Steuerung der Steuereinheit; eine oder mehrere zweite Hydraulikpumpen, die auf der zweiten Arbeitsölleitung installiert sind und Arbeitsöl des Arbeitsölbehälters unter Druck setzen und der zweiten Arbeitsölleitung zuführen; einen zweiten Motor zum Bereitstellen einer Drehkraft für die zweite Hydraulikpumpe; einen auf der zweiten Arbeitsölleitung installierten zweiten Drucksensor zum Messen des Drucks des Arbeitsöls und zum Zuführen des Druckwerts zur Steuereinheit; und einen in der zweiten Arbeitsölleitung installierten zweiten Drehmomentwandler zum Umwandeln der Drehzahl und des Drehmoments der zweiten Hydraulikpumpe gemäß der Steuerung der Steuereinheit. Here, the second closed pressure circuit comprises: one or more pairs of second vertical compression tubes whose interior is empty and round, one end of the tubes being supplied with gas via the second gas supply line, a second gas supply opening, and a second gas outlet, respectively, for discharging gas over them second gas outlet line are installed, a second pressure fluid line connected to the second pressure fluid outlet is formed at the other end, and forcibly absorbed in the tube interior by raising and lowering the pressure fluid gas and compressed to a vacuum state; a second pressure-volume conversion means having an empty round interior for storing pressurized fluid having a third body at both ends of which is formed the second pressurized fluid exit connected to each of the second pressurized fluid conduits; a fourth body for storing working oil due to a diameter larger than that of the third body to increase the pressure of the pressurized fluid in the third body, at both ends of the fourth body being formed a second working oil port connected to each of the second working oil passages; a second bidirectional piston installed between the third body and the fourth body for compressing and discharging pressurized fluid with working oil; a second solenoid valve connected to each of the second working oil lines for moving the second bidirectional piston of the second pressure-volume conversion device by changing the flow path of the working oil according to the control of Control unit; one or more second hydraulic pumps installed on the second working oil line and pressurizing working oil of the working oil tank and supplying the second working oil line; a second motor for providing a rotational force to the second hydraulic pump; a second pressure sensor installed on the second working oil passage for measuring the pressure of the working oil and for supplying the pressure value to the control unit; and a second torque converter installed in the second working oil passage for converting the rotational speed and the torque of the second hydraulic pump according to the control of the control unit.
Hierbei ist in der zweiten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung der Durchmesser beider Enden des zweiten bidirektionalen Kolbens gemäß dem der zweiten Gaszufuhrleitung zugeführten Gasdruck festgelegt, um den Druck des verdichteten Gases durch Zuführen von unter hohem Druck stehender Druckflüssigkeit zu erhöhen, wenn Gas aus der zweiten Gaszufuhrleitung zuströmt, und die zweite Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung führt den zweiten senkrechten Verdichtungsrohren Druckflüssigkeit mit einem Druck zu, der höher ist als der Förderdruck der zweiten Hydraulikpumpe, während Druckflüssigkeit durch die zweite Hydraulikpumpe unter Druck gesetzt wird. Here, in the second pressure-volume conversion means, the diameter of both ends of the second bi-directional piston is set in accordance with the gas pressure supplied to the second gas supply line to increase the pressure of the compressed gas by supplying high-pressure pressurized fluid when gas from the second gas supply line flows, and the second pressure-volume conversion device supplies pressure fluid to the second vertical compression tubes at a pressure which is higher than the delivery pressure of the second hydraulic pump, while pressure fluid is pressurized by the second hydraulic pump.
Hierbei ist das Volumen des ersten Körpers der ersten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung bzw. des dritten Körpers der zweiten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung derart konfiguriert, dass kein Überlauf auftritt, wenn dem ersten senkrechten Verdichtungsrohr oder dem zweiten senkrechten Verdichtungrohr Druckflüssigkeit zugeführt wird. Here, the volume of the first body of the first pressure-volume conversion means and the third body of the second pressure-volume conversion device is configured so that no overflow occurs when the first vertical compression tube or the second vertical compression tube pressure fluid is supplied.
Hierbei weisen die erste und die zweite Druckflüssigkeitsleitung, die erste und die zweite Arbeitsölleitung und der Arbeitsölbehälter jeweils einen Kühler zum Kühlen auf. Here, the first and second hydraulic fluid line, the first and the second working oil line and the working oil tank each have a radiator for cooling.
Hierbei veranlasst die Steuereinheit durch Erfassen der Bewegungsposition des ersten bidirektionalen Kolbens der ersten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung oder des zweiten bidirektionalen Kolbens der zweiten Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung durch Arbeitsöldruck, der durch den ersten Drucksensor oder den zweiten Drucksensor erfasst wird, dass das erste Solenoidventil oder das zweite Solenoidventils auf eine vorgegebene Stellung bewegt wird, um dadurch den Strömungsweg des ersten Solenoidventils oder des zweiten Solenoidventils zu ändern. Here, by detecting the moving position of the first bi-directional piston of the first pressure-volume conversion device or the second bi-directional piston of the second pressure-volume conversion device by operating oil pressure detected by the first pressure sensor or the second pressure sensor, the control unit causes the first solenoid valve or the second solenoid valve is moved to a predetermined position, thereby changing the flow path of the first solenoid valve or the second solenoid valve.
Hierbei weisen die erste Gaszufuhrleitung, der Zwischenspeicherbehälter und der Hauptspeicherbehälter dritte bis fünfte Drucksensoren auf. Here, the first gas supply line, the intermediate storage tank and the main storage tank on third to fifth pressure sensors.
Hierbei sind die ersten senkrechten Verdichtungsrohre und die zweiten senkrechten Verdichtungsrohr geschlossene Rohre. Here, the first vertical compression tubes and the second vertical compression tube are closed tubes.
Vorteilhafte Wirkungen Advantageous effects
Gemäß dem erfindungsgemäßen Flüssiggaskompressor mit einer Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung und einem Drehmomentwandler mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird, wenn nach dem ersten Verdichtungsvorgang ein großes Gasvolumen, das von dem ersten geschlossenen Druckkreis, der das Volumen erhöht, aufeinanderfolgend zugeführt wird, ausgegeben wird, das Gas nach dem zweiten Verdichtungsvorgang im zweiten geschlossenen Druckkreis ausgegeben und gespeichert, wodurch ermöglicht wird, dass eine große Menge Gas, das das 7- bis 10-fache Volumen einer Hydraulikpumpe hat, verdichtet und Gas auf einen Druck verdichtet wird, der 7- bis 10-mal höher ist als der Druck der Hydraulikpumpe. According to the liquid gas compressor according to the present invention having a pressure-volume conversion device and a torque converter having the configuration described above, when after the first compression operation, a large volume of gas supplied sequentially from the first closed pressure circuit which increases the volume is output Gas is discharged and stored in the second closed pressure circuit after the second compression operation, thereby allowing a large amount of gas having 7 to 10 times the volume of a hydraulic pump to be compressed and compressed to a pressure of 7 to 10 times higher than the pressure of the hydraulic pump.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung keine mechanische Antriebsvorrichtung vorhanden ist und Gas nur durch eine hin- und hergehende Bewegung eines Zylinders verdichtet wird, entsteht keine mechanische Reibung oder Wärme. Da außerdem Gas unter Verwendung eines senkrechten Verdichtungsrohrs verdichtet wird, können die Herstellungs- und Wartungskosten gesenkt werden. Since according to the present invention, no mechanical drive device is present and gas is compressed only by a reciprocating motion of a cylinder, there is no mechanical friction or heat. In addition, since gas is compressed using a vertical compacting tube, manufacturing and maintenance costs can be reduced.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine feste Menge an ausgegebenem Gas erhalten werden, indem ein Drehmomentwandler an der Hydraulikpumpe installiert und die Drehzahl der Hydraulikpumpe gemäß der Einstellung des Gaseinlassdrucks automatisch erhöht wird. Further, according to the present invention, a fixed amount of discharged gas can be obtained by installing a torque converter on the hydraulic pump and automatically increasing the rotational speed of the hydraulic pump according to the setting of the gas inlet pressure.
Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung die Konfiguration eines geschlossenen Druckkreises, indem ein Gasrohr und ein Arbeitsölrohr vollständig getrennt werden, und die Konfiguration eines geschlossenen senkrechten Verdichtungsrohrs durch vollständiges Trennen elektronischer Vorrichtungen, wie beispielsweise eines Hydraulikmotors und eines Solenoidventils. Damit können die Herstellungskosten gesenkt und ein Gassicherheitssystem eingerichtet werden. Further, the present invention enables the configuration of a closed pressure circuit by completely separating a gas pipe and a working oil pipe, and the configuration of a closed vertical compression pipe by completely separating electronic devices such as a hydraulic motor and a solenoid valve. Thus, the manufacturing costs can be reduced and a gas safety system can be set up.
Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Reinheit des verdichteten Gases durch vollständiges Trennen eines Druckflüssigkeitsrohrs und eines Arbeitsölrohrs und Auswählen einer chemisch und physikalisch sicheren Druckflüssigkeit erhöht, das dem senkrechten Verdichtungsrohr zugeführt wird. Ferner besteht, weil kein unnötiges Arbeitsöl oder Öl zugemischt wird, keine Notwendigkeit, einen Ölabscheider und -filter zu verwenden, so dass die Herstellungs- und Wartungskosten gesenkt werden können. In addition, according to the present invention, the purity of the compressed gas is increased by completely separating a pressure fluid tube and a working oil tube and selecting a chemically and physically safe pressure fluid to be supplied to the vertical compression tube. Further, because no unnecessary working oil or oil is mixed, there is no need to use an oil separator and filter, so that the manufacturing and maintenance costs can be reduced.
Beschreibung der Zeichnungen Description of the drawings
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Description of the Preferred Embodiments
Nachstehend wird die Konfiguration eines Flüssiggaskompressors mit einer Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung und einem Drehmomentwandler gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Hereinafter, the configuration of a liquid gas compressor having a pressure-volume conversion device and a torque converter according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird eine ausführliche Beschreibung bekannter integrierter Funktionen und Konfigurationen weggelassen, insofern, wenn sie einbezogen würden, der Gegenstand der vorliegenden Erfindung unklar würde. Außerdem sind die in der folgenden Beschreibung verwendeten Begriffe hinsichtlich der in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Funktionen definiert. Die Definitionen dieser Begriffe sollten auf der Grundlage des gesamten Inhalts dieser Patentschrift verstanden werden, da sie gemäß der Option eines Benutzers oder eines Bedieners oder üblicher Praxis geändert werden können. In the following description of the present invention, a detailed description of known integrated functions and configurations will be omitted insofar as they were included, the subject matter of the present invention would become unclear. In addition, the terms used in the following description are defined in terms of the functions provided in the present invention. The definitions of these terms should be understood on the basis of the entire contents of this specification, as they may be changed in accordance with the option of a user or operator or common practice.
Gemäß
Der erste geschlossene Druckkreis
Es sind ein oder mehrere Paare erster senkrechter Verdichtungsrohre
Die erste Druck-Volumen-Umwandlungsvorrichtung
Das erste Solenoidventil SV1 ist mit jeder der ersten Arbeitsölleitungen L4 verbunden, um zu veranlassen, dass der erste bidirektionale Kolben
Mindestens eine oder mehrere erste Hydraulikpumpen P1 sind auf der ersten Arbeitsölleitung L4 installiert und setzen das Arbeitsöl vom Arbeitsölbehälter
Der erste Motor M1 überträgt eine Drehkraft auf die erste Hydraulikpumpe P1. Der auf der ersten Arbeitsölleitung L4 installierte erste Drucksensor PS1 misst den Druck des Arbeitsöls und führt den gemessenen Druckwert der Steuereinheit
Der auf der ersten Hydraulikpumpe installierte erste Drehmomentwandler
Ferner speichert der Zwischenspeicherbehälter
Ferner weist der zweite geschlossene Druckkreis
Es sind ein oder mehrere Paare zweiter senkrechter Verdichtungsrohre
Die zweite Druck-Volumen-Umwandlungsvorrichtung
Das zweite Solenoidventil SV2 ist mit jeder der zweiten Arbeitsölleitungen L8 verbunden, um zu veranlassen, dass der zweite bidirektionale Kolben
Auf der zweiten Arbeitsölleitung L8 sind mindestens eine oder mehrere zweite Hydraulikpumpen P2 installiert, die das der der zweiten Arbeitsölleitung L8 zuzuführende Arbeitsöl vom Arbeitsölbehälter
Der zweite Motor M2 führt der zweiten Hydraulikpumpe P2 eine Drehkraft zu. The second motor M2 supplies a rotational force to the second hydraulic pump P2.
Der auf der zweiten Arbeitsölleitung L8 installierte zweite Drucksensor PS2 misst den Druck des Arbeitsöls und führt der Steuereinheit
Der auf der zweiten Arbeitsölleitung L8 installierte zweite Drehmomentwandler
Ferner speichert der Hauptspeicherbehälter
Ferner führt der Arbeitsölbehälter
Ferner wird, wenn der Druck des im Hauptspeicherbehälter
Im erfindungsgemäßen Flüssiggaskompressor mit einer Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung und einem Drehmomentwandler weisen eine erste und eine zweite Druckflüssigkeitsleitung L3, L7, eine erste und eine zweite Arbeitsölleitung L4, L8 und der Arbeitsölbehälter
Nachfolgend werden Betriebsabläufe des erfindungsgemäßen Flüssiggaskompressors mit einer Druck-Volumen-Umwandlungseinrichtung und einem Drehmomentwandler unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Hereinafter, operations of the liquid gas compressor according to the present invention having a pressure-volume conversion device and a torque converter will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Die
Während das erste Solenoidventil SV1 gemäß der Steuerung der Steuereinheit
Zu diesem Zeitpunkt werden die erste Hydraulikpumpe P1, der erste Motor M1 und der erste Drehmomentwandler
Wenn der erste bidirektionale Kolben
D.h., wie in
Ferner wird, wenn der erste bidirektionale Kolben
Das im Zwischenspeicherbehälter
D.h., während das zweite Solenoidventil SV2 gemäß der Steuerung der Steuereinheit
Zu diesem Zeitpunkt werden die zweite Hydraulikpumpe P2, der zweite Hydraulikmotor M2 und die zweite Drehmomentwandler
Wenn der zweite bidirektionale Kolben
D.h., wie in
Ferner wird, wenn sich der zweite bidirektionale Kolben
Dann wird, weil der Innenraum des zweiten senkrechten Verdichtungsrohrs
Obwohl vorstehend bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Erläuterung dargestellt wurden, ist für Fachleute ersichtlich, dass innerhalb des in den beigefügten Ansprüchen definierten Schutzumfangs der Erfindung verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind. Although preferred embodiments of the present invention have been presented by way of illustration, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible within the scope of the invention as defined in the appended claims.
Industrielle Anwendbarkeit Industrial applicability
Durch die Gasverdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kommen Arbeitsflüssigkeit und Gas nicht direkt miteinander in Kontakt, so dass die Erfindung auf die Verdichtung aller Arten von Gas, nicht nur entflammbares Gas, wie beispielsweise Wasserstoff, Erdgas usw., sondern auch für Atemluft Anwendung findet. By the gas compression according to the present invention, working fluid and gas do not directly contact each other, so that the invention is applied to the compression of all kinds of gas, not only flammable gas, such as hydrogen, natural gas, etc., but also for breathing air.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 210, 220210, 220
- erster und zweiter geschlossener Druckkreis first and second closed pressure circuit
- 230230
- Zwischenspeicherbehälter Intermediate storage container
- 240240
- Hauptspeicherbehälter Main storage tank
- 250250
- Arbeitsölbehälter Working oil tank
- 260260
- Steuereinheit control unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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