DE202013100219U1

DE202013100219U1 - Gasversorgungsvorrichtung

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Publication number: DE202013100219U1
Application number: DE201320100219
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2013-04-23
Anticipated expiration: 2023-01-17
Also published as: US9046206B2; US20130248012A1; TWM437897U

Abstract

Gasversorgungsvorrichtung, umfassend einen Luftkompressor (11), der eine Gaseintrittsöffnung (12) und eine Gasaustrittsöffnung (13) aufweist, einen Gas-Flüssigkeit-Separator (21), der mit der Gasaustrittsöffnung (13) des Luftkompressors (11) verbunden ist, wobei das heiße und Flüssigkeit enthaltende Druckgas aus der Gasaustrittsöffnung (13) des Luftkompressors (11) in den Gas-Flüssigkeit-Separator (21) strömt, wobei der Gas-Flüssigkeit-Separator (21) zum Trennen von Gas und Flüssigkeit dient, wobei das getrennte feuchte Druckgas in ein erstes Gasrohr (22) strömt, und wobei die getrennte Flüssigkeit durch ein Rückflussrohr (23) in den Luftkompressor (11) zurückfließt, ein Gefrier- und Trockenorgan (41), das ein Kühlrohr (42) aufweist, das mit dem ersten Gasrohr (22) verbunden ist, wobei an dem Kühlrohr (42) ein Wärmetauscher (51) vorgesehen ist, um das Druckgas im Kühlrohr (42) zu kühlen, wobei das andere Ende des Kühlrohrs (42) mit einem Wasserabscheider (43) verbunden ist, der das Wasser des feuchten Druckgases aus dem Kühlrohr (42) abscheiden kann, wobei der Wasserabscheider (43) ein zweites Gasrohr (44) und ein Wasserauslassrohr (45) aufweist, wobei sich das Wasserauslassrohr (45) durch den Innenraum des Gas-Flüssigkeit-Separators (21) erstreckt, wobei das Wasser aus dem Wasserabscheider (43) von dem Wasserauslassrohr (45) durch den Gas-Flüssigkeit-Separator (21) geführt und dann abgeleitet wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Gasversorgungsvorrichtung, die eine optimale Kühlwirkung aufweist und das Geräusch und das Volumen reduzieren kann.
Stand der Technik
Das herkömmliche Luftkompressorsystem, wie es in 4 dargestellt ist, weist einen Kompressor 71, einen Gas-Flüssigkeit-Separator 72, eine Kühleinrichtung 73 und eine Gefrier- und Trockeneinrichtung auf. Der Kompressor 71 dient zum Komprimieren der Luft. Die Gefrier- und Trockeneinrichtung besitzt einen Kühlmittel-Wärmetauscher 74 und einen Wasserabscheider 75.
Das Gas aus dem Luftkompressor 71 ist ein heißes und Schmieröl enthaltendes Gas. Dieses Gas wird zunächst im Gas-Flüssigkeit-Separator 72 von der Flüssigkeit befreit. Der Gas-Flüssigkeit-Separator 72 trennt die Flüssigkeit von dem heißen Gas. Die von dem Gas-Flüssigkeit-Separator 72 abgetrennte Flüssigkeit fließt durch ein Rückflussrohr 76 in den Flüssigkeitskühlteil 731 der Kühleinrichtung 73. Danach fließt die Flüssigkeit in den Kompressor 71 zurück und kann wieder verwendet werden. Das feuchte Druckgas aus dem Gas-Flüssigkeit-Separator 72 strömt durch ein Gasrohr 77 in den Gaskühlteil 732 der Kühleinrichtung 73. Danach strömt das vorgekühlte Druckgas in die Gefrier- und Trockeneinrichtung, um die zweitstufige Kühlung und Wasserabscheidung durchzuführen.
Da der Kompressor 71 im Luftkompressorsystem auf der Produktionslinie ein heißes und Flüssigkeit enthaltendes Gas erzeugt, muss das Gas gekühlt werden. Die Kühleinrichtung 73 des Luftkompressorsystems ist üblicherweise durch einen Ventilator gebildet, der einen hohen Stromverbrauch hat. Zudem erzeugt der Ventilator ein lautes Geräusch und viel Staub. Ferner hat das Luftkompressorsystem ein großes Volumen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasversorgungsvorrichtung zu schaffen, die eine optimale Kühlwirkung aufweist und das Geräusch und das Volumen reduzieren kann.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Gasversorgungsvorrichtung gelöst, die umfasst
einen Luftkompressor, der eine Gaseintrittsöffnung und eine Gasaustrittsöffnung aufweist,
einen Gas-Flüssigkeit-Separator, der mit der Gasaustrittsöffnung des Luftkompressors verbunden ist, wobei das heiße und Flüssigkeit enthaltende Druckgas aus der Gasaustrittsöffnung des Luftkompressors in den Gas-Flüssigkeit-Separator strömt, wobei der Gas-Flüssigkeit-Separator zum Trennen von Gas und Flüssigkeit dient, wobei das getrennte feuchte Druckgas in ein erstes Gasrohr strömt, und wobei die getrennte Flüssigkeit durch ein Rückflussrohr in den Luftkompressor zurückfließt, und
ein Gefrier- und Trockenorgan, das ein Kühlrohr aufweist, das mit dem ersten Gasrohr verbunden ist, wobei an dem Kühlrohr ein Wärmetauscher vorgesehen ist, um das Druckgas im Kühlrohr zu kühlen, wobei das andere Ende des Kühlrohrs mit einem Wasserabscheider verbunden ist, der das Wasser des feuchten Druckgases aus dem Kühlrohr abscheiden kann, wobei der Wasserabscheider ein zweites Gasrohr und ein Wasserauslassrohr aufweist, wobei sich das Wasserauslassrohr durch den Innenraum des Gas-Flüssigkeit-Separators erstreckt, und wobei das Wasser aus dem Wasserabscheider von dem Wasserauslassrohr durch den Gas-Flüssigkeit-Separator geführt und dann abgeleitet wird.
Zwischen dem ersten Gasrohr und dem Kühlrohr ist eine Vorkühleinheit vorgesehen, die durch einen Hohlzylinder gebildet ist, wobei in der Vorkühleinheit eine Vielzahl von quer verlaufenden Gasrohren vorgesehen sind, wobei die Vorkühleinheit eine erste Eintrittsöffnung, eine erste Austrittsöffnung, eine zweite Eintrittsöffnung und eine zweite Austrittsöffnung aufweist, wobei die erste Eintrittsöffnung und die erste Austrittsöffnung mit dem Innenraum der Vorkühleinheit verbunden sind, wobei die zweite Eintrittsöffnung und die zweite Austrittsöffnung mit den Gasrohren verbunden sind, wobei das erste Gasrohr mit der ersten Eintrittsöffnung verbunden ist, wobei das Kühlrohr mit der ersten Austrittsöffnung verbunden ist, und wobei das zweite Gasrohr mit der zweiten Eintrittsöffnung verbunden ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigt:
1 eine Darstellung des Aufbaus der Erfindung;
2 eine Darstellung des Flusswegs des Druckgases der Erfindung;
3 eine Darstellung des Flusswegs des kondensierten Wassers der Erfindung; und
4 eine Darstellung des Aufbaus der herkömmlichen Lösung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Erfindung einen Luftkompressor 11, einen Gas-Flüssigkeit-Separator 21, eine Vorkühleinheit 31 und ein Gefrier- und Trockenorgan 41.
Der Luftkompressor 11 weist eine Gaseintrittsöffnung 12 und eine Gasaustrittsöffnung 13 auf, dient zum Komprimieren der durch die Gaseintrittsöffnung eintretenden Luft und gibt das komprimierte Gas durch die Gasaustrittsöffnung 13 aus.
Der Gas-Flüssigkeit-Separator 21 ist mit der Gasaustrittsöffnung 13 des Luftkompressors 11 verbunden. Das heiße und Flüssigkeit enthaltende Druckgas aus der Gasaustrittsöffnung 13 des Luftkompressors 11 strömt in den Gas-Flüssigkeit-Separator 21. Der Gas-Flüssigkeit-Separator 21 dient zum Trennen von Gas und Flüssigkeit. Das getrennte feuchte Druckgas strömt in ein erstes Gasrohr 22. Die getrennte Flüssigkeit fließt durch ein Rückflussrohr 23 in den Luftkompressor 11 zurück.
Die Vorkühleinheit 31 ist durch einen Hohlzylinder gebildet. In der Vorkühleinheit 31 sind eine Vielzahl von quer verlaufenden Gasrohren 32 und eine Vielzahl von versetzten Gittern 33 vorgesehen. Die Vorkühleinheit 31 weist eine erste Eintrittsöffnung 34, eine erste Austrittsöffnung 35, eine zweite Eintrittsöffnung 36 und eine zweite Austrittsöffnung 37 auf. Die erste Eintrittsöffnung 34 und die erste Austrittsöffnung 35 sind mit dem Innenraum der Vorkühleinheit 31 verbunden. Die zweite Eintrittsöffnung 36 und die zweite Austrittsöffnung 37 sind mit den Gasrohren 32 verbunden. Das erste Gasrohr 22 ist mit der ersten Eintrittsöffnung 34 verbunden, wodurch das feuchte Druckgas aus dem Gas-Flüssigkeit-Separator 21 durch die erste Eintrittsöffnung 34 in die Vorkühleinheit 31 eintritt und durch die erste Austrittsöffnung 35 aus der Vorkühleinheit austritt.
Das Gefrier- und Trockenorgan 41 weist ein Kühlrohr 42 auf, das mit der ersten Austrittsöffnung 35 der Vorkühleinheit 31 verbunden ist, wodurch das Druckgas in das Kühlrohr 42 strömt. An dem Kühlrohr 42 ist ein Wärmetauscher 51 vorgesehen, um das Druckgas im Kühlrohr zu kühlen. Das andere Ende des Kühlrohrs 42 ist mit einem Wasserabscheider 43 verbunden, der das Wasser des feuchten Druckgases aus dem Kühlrohr 42 abscheiden kann.
Der Wasserabscheider 43 weist ein zweites Gasrohr 44 und ein Wasserauslassrohr 45 auf. Das Wasserauslassrohr 45 erstreckt sich spiralig durch den Innenraum des Gas-Flüssigkeit-Separators 21. Das Wasser aus dem Wasserabscheider 43 wird von dem Wasserauslassrohr 45 durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 21 geführt und dann abgeleitet.
An der Austrittsöffnung des Wasserauslassrohrs 45 ist ein Zeitventil 46 angeordnet, das die Öffnungszeit der Austrittsöffnung des Auslassrohrs 45 steuern kann. Das im Wasserabscheider 43 von Wasser befreite Druckgas strömt in das zweite Gasrohr 44. Das zweite Gasrohr 44 ist mit der zweiten Eintrittsöffnung 36 verbunden, wodurch das von Wasser befreite Druckgas durch die zweite Eintrittsöffnung 36 in die Gasrohre 32 strömt und durch die zweite Austrittsöffnung 37 aus der Vorkühleinheit 31 austritt.
Der Wärmetauscher 51 an dem Kühlrohr 42 kann ein Kühlmittel, einen Kühlchip oder dergleichen verwenden, um das Druckgas im Kühlrohr 42 zu kühlen.
Beim Einsatz, wie es in 2 dargestellt ist, wird der Luftkompressor 11 angeschaltet, wodurch die Außenluft durch die Gaseintrittsöffnung eingesaugt wird. Nach der Kompression strömt das heiße und Flüssigkeit enthaltende Druckgas durch die Gasaustrittsöffnung 13 in den Flüssigkeit-Separator 21. Der Gas-Flüssigkeit-Separator 21 trennt das heiße und Flüssigkeit enthaltende Druckgas in ein feuchtes heißes Druckgas und eine heiße Flüssigkeit. Das feuchte heiße Druckgas strömt durch das erste Gasrohr 22 und die erste Eintrittsöffnung 34 in die Vorkühleinheit 31 und dann durch die erste Austrittsöffnung 35 in das Kühlrohr 42. Das feuchte heiße Druckgas wird von dem Wärmetauscher 51 gekühlt und tritt dann in den Wasserabscheider 43 ein.
Der Wasserabscheider 43 scheidet das Wasser des feuchten Druckgases ab, wodurch ein kaltes und trockenes Druckgas erhalten wird. Das kalte und trockene Druckgas strömt (gestrichelte Pfeile in 2) durch das zweite Gasrohr 44 und die zweite Eintrittsöffnung 36 in die Gasrohre 32 der Vorkühleinheit 31 und dann durch die zweite Austrittsöffnung 37 aus der Vorkühleinheit 31. Das abgegebene Druckgas kann in einem Behälter (nicht dargestellt) gesammelt oder direkt benutzt werden. Das kalte Druckgas aus dem Wasserabscheider 43 tritt durch die zweite Eintrittsöffnung 36 in die Gasrohre 32 der Vorkühleinheit 31 ein, wodurch eine Kühlwirkung für das durch die erste Eintrittsöffnung 34 eintretende feuchte heiße Druckgas erzeugt wird. Die Gitter 33 können die Verweilzeit des Druckgases in der Vorkühleinheit verlängern, so dass die Kühlwirkung erhöht wird.
Wie weiter aus 3 ersichtlich ist, wird das abgeschiedene Wasser aus dem Wasserabscheider 43 von dem Wasserauslassrohr 45 durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 21 geführt und dann abgeleitet. Das Wasser aus dem Wasserabscheider 43 besitzt wie die Vorkühleinheit 31 und der Wärmetauscher 51 eine Kühlwirkung. Dieses kalte Wasser wird von dem Wasserauslassrohr 45 spiralig durch den Gas-Flüssigkeit-Separator 21 geführt, wodurch die Kontaktfläche mit der Flüssigkeit im Gas-Flüssigkeit-Separator 21 vergrößert wird, so dass die Flüssigkeit im Gas-Flüssigkeit-Separator 21 gekühlt wird und dann in den Luftkompressor zurückfließt (gestrichelte Pfeile in 3).
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung das Druckgas und das flüssige Schmieröl des Luftkompressors kühlen kann, ohne einen Ventilator zu verwenden, wodurch Strom eingespart, ein Geräusch vermieden und das Volumen verkleinert wird. Zudem kann das kondensierte Wasser verwendet werden, um das Schmieröl zu kühlen, so dass ein Beitrag zum Umweltschutz geleistet wird.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft eine Gasversorgungsvorrichtung, die einen Luftkompressor (11), einen Gas-Flüssigkeit-Separator (21) und ein Gefrier- und Trockenorgan (41) umfasst, wobei das heiße und Flüssigkeit enthaltende Druckgas aus dem Luftkompressor (11) in den Gas-Flüssigkeit-Separator (21) strömt und danach das Druckgas aus dem Gas-Flüssigkeit-Separator (21) in das Gefrier- und Trockenorgan (41) strömt, wobei das Gefrier- und Trockenorgan einen Wasserabscheider (43) aufweist, der das Wasser des Druckgases abscheiden kann, wonach das Wasser aus dem Wasserabscheider von einem Wasserauslassrohr (45) durch den Gas-Flüssigkeit-Separator geführt und dann abgeleitet wird, so dass eine Kühlwirkung für die Flüssigkeit im Gas-Flüssigkeit-Separator erreicht wird.

Claims

Gasversorgungsvorrichtung, umfassend einen Luftkompressor (11), der eine Gaseintrittsöffnung (12) und eine Gasaustrittsöffnung (13) aufweist, einen Gas-Flüssigkeit-Separator (21), der mit der Gasaustrittsöffnung (13) des Luftkompressors (11) verbunden ist, wobei das heiße und Flüssigkeit enthaltende Druckgas aus der Gasaustrittsöffnung (13) des Luftkompressors (11) in den Gas-Flüssigkeit-Separator (21) strömt, wobei der Gas-Flüssigkeit-Separator (21) zum Trennen von Gas und Flüssigkeit dient, wobei das getrennte feuchte Druckgas in ein erstes Gasrohr (22) strömt, und wobei die getrennte Flüssigkeit durch ein Rückflussrohr (23) in den Luftkompressor (11) zurückfließt, ein Gefrier- und Trockenorgan (41), das ein Kühlrohr (42) aufweist, das mit dem ersten Gasrohr (22) verbunden ist, wobei an dem Kühlrohr (42) ein Wärmetauscher (51) vorgesehen ist, um das Druckgas im Kühlrohr (42) zu kühlen, wobei das andere Ende des Kühlrohrs (42) mit einem Wasserabscheider (43) verbunden ist, der das Wasser des feuchten Druckgases aus dem Kühlrohr (42) abscheiden kann, wobei der Wasserabscheider (43) ein zweites Gasrohr (44) und ein Wasserauslassrohr (45) aufweist, wobei sich das Wasserauslassrohr (45) durch den Innenraum des Gas-Flüssigkeit-Separators (21) erstreckt, wobei das Wasser aus dem Wasserabscheider (43) von dem Wasserauslassrohr (45) durch den Gas-Flüssigkeit-Separator (21) geführt und dann abgeleitet wird.
Gasversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Gasrohr (22) und dem Kühlrohr (42) eine Vorkühleinheit (31) vorgesehen ist, die durch einen Hohlzylinder gebildet ist, in der Vorkühleinheit (31) eine Vielzahl von quer verlaufenden Gasrohren (32) vorgesehen sind, die Vorkühleinheit (31) eine erste Eintrittsöffnung (34), eine erste Austrittsöffnung (35), eine zweite Eintrittsöffnung (36) und eine zweite Austrittsöffnung (37) aufweist, die erste Eintrittsöffnung (34) und die erste Austrittsöffnung (35) mit dem Innenraum der Vorkühleinheit (31) verbunden sind, die zweite Eintrittsöffnung (36) und die zweite Austrittsöffnung (37) mit den Gasrohren (32) verbunden sind, das erste Gasrohr (22) mit der ersten Eintrittsöffnung (34) verbunden ist, das Kühlrohr (42) mit der ersten Austrittsöffnung (35) verbunden ist, und das zweite Gasrohr (44) mit der zweiten Eintrittsöffnung (36) verbunden ist.
Gasversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorkühleinheit (31) eine Vielzahl von Gittern (33) vorgesehen sind, die versetzt angeordnet sind.
Gasversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserauslassrohr (45) im Gas-Flüssigkeit-Separator (21) spiralig verläuft.
Gasversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Austrittsöffnung des Wasserauslassrohrs (45) ein Zeitventil (46) angeordnet ist, das die Öffnungszeit der Austrittsöffnung des Wasserauslassrohrs (45) steuern kann.
Gasversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (51) ein Kühlmittel verwendet.
Gasversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (51) einen Kühlchip verwendet.