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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft, im Allgemeinen, mehrstufige Verdichter,
und diese Erfindung betrifft genauer ein Verfahren zum Betreiben
eines thermostatisch gesteuerten Zwischenkühlsystems zur Verwendung mit
mehrstufigen Verdichtern, das dazu funktioniert, die Einlaßtemperatur
des verdichteten Gases an einer zweiten und/oder nachfolgenden Verdichtungsstufe
zu steuern, und die Kondensation von Wasser im Inneren des Verdichters
wirksam zu verhindern. Indem gesteuerten, vorgewählten Mengen an ungekühltem verdichtetem
Gas von einer Verdichterstufe gestattet wird, die in Reihe geschaltete
Zwischenkühlvorrichtung
zu umgehen, kann die kombinierte Temperatur des verdichteten Gases,
das gesammelt aus der Zwischenkühlvorrichtung
und der Umgehung austritt, auf einen vorbestimmten Wert geregelt
werden, der gewählt
ist, um sicherzustellen, daß die
Temperatur des verdichteten Gases bei einer weiteren Verdichtung
und Erhitzung nicht gestattet, daß der Partialdruck des darin
befindlichen Wassers die Sättigungsgrenze
des Wassergehalts bei dieser Temperatur überschreitet.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Mechanische
einstufige Luftverdichter sind in der Technik wohlbekannt und umfassen
eine von mehreren verschiedenen Arten, wie etwa den Kolben-und-Zylinder-Typ,
den Zentrifugaltyp, den Axialflußtyp, den Turbinentyp und sogar
andere Typen. Die einfachste und gebräuchlichste Art, die in Verwendung
steht, ist der Kolben-und- Zylinder-Typ.
Bei dieser Art wird Verdichterluft oder ein beliebiges Gas über ein
Ventil in den Zylinder eingelassen, wo ein darin hin- und herlaufender
Kolben die Luft oder das Gas im Inneren des Zylinders verdichtet
und die verdichtete Luft zu einer Rohrleitung oder einem Behälter verdrängt, woraus
sie wie benötigt
zur Verwendung entnommen werden kann.
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Mehrstufige
Luftverdichter sind nach dem Stand der Technik ebenfalls wohlbekannt,
wobei das bedeutendste Beispiel in JP 08-049674A gezeigt ist. Derartige
mehrstufige Verdichter werden verwendet, um Luft und/oder andere
Gase auf Drücke
zu verdichten, die höher
sind, als normalerweise mit einem einstufigen Verdichter erreicht
werden kann. Diese mehrstufigen Verdichter umfassen normalerweise mehrere
mechanische einstufige Verdichter von der einen oder anderen Art,
die in Serie verbunden sind, wobei das verdichtete Gas von einer
Stufe zur nächsten
weitergegeben wird und sein Druck in jeder nachfolgenden Stufe erhöht wird.
Beim typischen mehrstufigen Verdichter vom Kolben-und-Zylinder-Typ wird
Luft oder Gas bei Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur in den
Zylinder der ersten Verdichterstufe eingelassen, wo ein erster hin-
und herlaufender Kolben dazu dient, die darin befindliche Luft zu
verdichten und sie zur zweiten Stufe zu verdrängen, was sich durch alle Stufen
im System fortsetzt, wobei jede Stufe das vorher verdichtete Gas
weiter verdichtet, bis der endgültige
gewünschte
Druck erreicht ist.
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Es
ist auch wohlbekannt, daß die
meisten mehrstufigen Verdichter normalerweise zwischen zumindest
einigen der verschiedenen Verdichterstufen einen Kühlungsschritt
des verdichteten Gases umfaßt,
damit die gesamte Verdichtung eher isothermisch als adiabatisch
sein kann. Das heißt,
aufgrund des idealen Gasgesetzes, (PV = nRT), wird jede Verdichtungsstufe
der Luft natürlich
einen wie beabsichtigten Anstieg des Drucks P verursachen, und wird sie
auch einen direkt proportionalen Anstieg in der Lufttemperatur T
verursachen.
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Während dies
in einem typischen einstufigen Verdichter, wo ein definiertes Luftvolumen
nur einmal verdichtet wird, normalerweise kein Problem darstellt,
können
die verhältnismäßig hohen
Drücke,
die in den meisten mehrstufigen Verdichtern erhalten werden, dazu
führen,
daß die
verdichtete Luft übermäßige und
problematische Temperaturen aufweist, wenn zwischen den verschiedenen
Verdichtungsstufen keine Zwischenkühlung der verdichteten Luft
erfolgt.
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Zum
Beispiel sind Temperaturen der verdichteten Luft von mehr als 260°C (500°F) nicht
nur eine Gefahr für
die Personen in der Umgebung, sondern können sie auch Betriebsschwierigkeiten
in verschiedensten unterschiedlichen Formen wie etwa fehlfunktionierende
Ventile und andere Verdichterbestandteile verursachen. Als Ergebnis
umfassen praktisch alle im Handel erhältlichen mehrstufigen Verdichter
zwischen zumindest einigen der Verdichterstufen ein Zwischenkühlsystem
von irgendeiner Art, um ein übermäßiges Erhitzen
der verdichten Gase, die auf solch hohe Druckgrade verdichtet sind,
zu verhindern.
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Es
ist auch wohlbekannt, daß Wasser
in praktisch jedweder Umgebungsluft, die in einem herkömmlichen
Verdichter verdichtet werden soll, als Dampf vorhanden ist, der
als die relative Feuchtigkeit der Luft gemessen wird. Die als ein
Prozentwert ausgedrückte
relative Feuchtigkeit der Luft ist das Verhältnis (a) des Wasserdampfs,
der tatsächlich
in der Luft vorhanden ist, im Vergleich zu (b) dem Sättigungsdampfdruck
bei der fraglichen Temperatur. Der Sättigungsdampfdruck ist eine
Funktion der Lufttemperatur, so daß der Sättigungsdampfdruck mit dem Ansteigen
der Temperatur für
jede beliebige gegebene Luftprobe ansteigt und, demgemäß, die relative Feuchtigkeit
abnimmt.
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In
einem Verdichter können
die obigen natürlichen
Bedingungen ein Problem schaffen. Offensichtlich wird die Temperatur
der verdichteten Luft wie oben erwähnt im Verhältnis zum Anstieg des Drucks
erhöht,
wenn die Luft bei geringer oder keiner von außen her verursachten Veränderung
in der Temperatur verdichtet wird. Da der Sättigungsdampfdruck des Wassers
von der Temperatur der Luft abhängig
ist, folgt, daß der
Sättigungsdampfdruck ebenfalls
erhöht
wird, wenn die Temperatur erhöht wird.
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Wenn
die verdichtete Luft danach durch irgendein Mittel wie etwa zum
Beispiel eine Zwischenkühlvorrichtung
gekühlt
und danach erneut verdichtet wird, ist es nicht ungewöhnlich,
daß der
Wasserdampfdruck in der zweimal verdichteten Luft sogar bei der
neuen, weiter erhöhten
Temperatur den Sättigungsdampfdruck
für die
zweimal verdichtete Luft tatsächlich überschreitet.
Dies ist insbesondere der Fall, wenn der zweimal verdichteten Luft
danach ein weiteres Abkühlen
gestattet wird. Daher ist es nicht ungewöhnlich, daß diese Erscheinung verursacht, daß im System
bedeutende Wassermengen als Flüssigkeit
kondensiert werden.
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Es
ist jedoch bekannt, daß freies
Wasser im Inneren des Verdichters eine Vielfalt von Problemen wie
etwa eine Oxidation (ein Rosten) von Verdichterbestandteilen verursacht,
und, noch wichtiger, verursacht, daß dem Schmieröl im Inneren
der Verdichterölwanne
kondensiertes Wasser beigemischt wird. Eine derartige Verdünnung des
Schmieröls
im Verdichter mit Wasser kann den normalen Betrieb des Verdichters
ernsthaft beeinträchtigen
wie auch seine gesamte Nutzungsdauer verringern. Daher ist es höchst wünschenswert,
die Kondensation von solchem Wasser im Inneren jedes beliebigen
Verdichters, insbesondere von jedem solchen Wasser, das seinen Weg
in das Schmieröl
finden könnte,
zu beseitigen oder zumindest im Wesentlichen auf ein Mindestmaß zu verringern.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung beruht auf unserem Zusammenführungskonzept und Entwicklung
eines thermostatisch gesteuerten Zwischenkühlsystems zur Verwendung bei
einem mehrstufigen Verdichter, das die Kondensation von Wasser aus
der verdichteten Luft im Inneren des Systems faktisch verhindern
oder zumindest deutlich auf ein Mindestmaß verringern kann. Beim thermostatisch
gesteuerten Zwischenkühlsystem
dieser Erfindung werden die Einlaßtemperaturen der verdichteten
Luft bei zumindest einigen der Verdichtungsstufen, die der ersten
Stufe folgen, auf einen Wert geregelt, der verhindern wird, daß der Partialdruck
des Wasserdampfs in der verdichteten Luft den Sättigungsdampfdruck beim Druck
und der Temperatur, die in der nächstfolgenden
Stufe erreicht werden, überschreitet,
wodurch eine Kondensation von Wasser im Inneren des Verdichters
faktisch verhindert oder zumindest stark verringert wird. Eine derartige Temperaturregelung
wird bewirkt, indem gesteuerten, vorgewählten Mengen an ungekühlter verdichteter
Luft von den vorhergehenden Verdichterstufen gestattet wird, die
nächste
in der Reihe folgende Zwischenkühlvorrichtung
zu umgehen und mit der aus der Zwischenkühlvorrichtung austretenden gekühlten verdichteten
Luft vermischt zu werden. Ein derartiges Vermischen von gekühlter und
ungekühlter
verdichteter Luft wird eine Regelung der Temperatur der verdichteten
Luft, die die nächstfolgende
Verdichtungsstufe betritt, gestatten, und mit dem Augenmerk auf
eine derartige Temperaturregelung ist es möglich, die Temperatur jener
verdichteten Luft auf einen Wert zu wählen und zu steuern, der bei
einer weiteren Verdichtung nicht auf ein Niveau erhöht werden
wird, das gestatten wird, daß der
Partialldruck des darin befindlichen Wassers die Sättigungsgrenze des
Wassergehalts bei dieser Temperatur überschreitet.
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AUFGABEN DER
ERFINDUNG
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Demgemäß ist es
eine der Hauptaufgaben dieser Erfindung, einen neuen und verbesserten mehrstufigen
Gasverdichter bereitzustellen, der eine deutlich verringerte Neigung
zu einer darin erfolgenden Wasserkondensation aufweist.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein neues und verbessertes
thermostatisch gesteuertes Zwischenkühlsystem zur Verwendung mit
einem mehrstufigen Verdichter bereitzustellen, das die Neigung zu
einer Wasserkondensation im Inneren des mehrstufigen Verdichters
deutlich verringert.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein neues und verbessertes
thermostatisch gesteuertes Zwischenkühlsystem zur Verwendung mit
einem mehrstufigen Verdichter bereitzustellen, das die Einlaßtemperatur
der verdichteten Luft an einer zweiten und/oder nachfolgenden Verdichtungsstufe
steuert, um dadurch die Kondensation von Wasser im Inneren des Verdichters
im Wesentlichen zu beseitigen.
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Noch
eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein neues und
verbessertes thermostatisch gesteuertes Zwischenkühlsystem
zur Verwendung mit einem mehrstufigen Verdichter bereitzustellen,
das die Einlaßtemperatur
der verdichteten Luft an einer zweiten und/oder nachfolgenden Verdichtungsstufe
steuert, indem es gesteuerten Mengen an ungekühlter verdichteter Luft gestattet,
die Zwischenkühlvorrichtung
zu umgehen, wodurch die Temperatur des eingelassenen verdichteten
Gases, das die nächste
Verdichterstufe betritt, so erhöht
wird, daß seine
Temperatur auf ein Niveau gesteuert werden kann, das verhindern
wird, daß der
Partialdruck des darin befindlichen Wassers auf ein Niveau über der Sättigungsebene
erhöht
wird, wodurch eine Wasserkondensation im Inneren des Verdichters
verhindert oder auf ein Mindestmaß verringert wird.
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Diese
und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
Fachleuten in der Verdichtertechnik nach dem vollständigen Lesen
der folgenden ausführlichen
Beschreibung leichter offensichtlich werden, insbesondere, wenn
diese Beschreibung in Verbindung mit den wie nachstehend beschriebenen
beiliegenden Zeichnungen herangezogen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vereinfachte schematische Ansicht eines zweistufigen Gasverdichters,
der ein thermostatisch gesteuertes Zwischenkühlsystem nach einer gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsform
dieser Erfindung enthält;
und
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2 ist
eine vereinfachte schematisch Ansicht eines dreistufigen Gasverdichters,
der ein thermostatisch gesteuertes Zwischenkühlsystem nach einer anderen
gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung enthält.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Bevor
mit einer ausführlichen
Beschreibung der gegenständlichen
Erfindung fortgefahren wird, wird bemerkt, daß der Klarheit wegen identische
Bestandteile, die identische Funktionen aufweisen, über die
mehreren Ansichten der beiliegenden Zeichnungen hinweg mit identischen
Bezugszeichen gekennzeichnet wurden.
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Die
Bezugnahme auf 1 und 2 wird zwei
gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsformen dieser
Erfindung in schematischer Form veranschaulichen, wobei es in 1 ein
mehrstufiger Verdichter ist, der zwei Verdichterstufen mit einer
einzelnen Zwischenkühlvorrichtung
aufweist, und in 2 ein mehrstufiger Verdichter
ist, und die ersten drei Verdichterstufen in einem mehrere Verdichterstufen
aufweisenden System gezeigt sind, wobei zwischen zumindest der zweiten
und dritten Verdichterstufe und zwischen der dritten und jeglicher
nachfolgenden Verdichterstufe eine Zwischenkühlvorrichtung vorhanden ist.
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In
jeder der Figuren umfaßt
der allgemein mit 10 bezeichnete mehrstufige Verdichter
eine erste Verdichterstufe 10a, die schematisch als ein
Kolben-und-Zylindertyp
von Verdichter veranschaulicht ist, welcher einen Kolben 12 aufweist,
der für
eine hin- und herlaufende Bewegung im Inneren eines Zylinders 14 angebracht
ist.
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Obwohl
derartige Kolben-und-Zylinder-Typen von Verdichtern vielleicht die
gebräuchlichsten sind,
sollte man verstehen, daß diese
Erfindung in mehrstufigen Verdichtern, die auf anderen Formen von
mechanischen Verdichtern beruhen, wie etwa einem Zentrifugaltyp,
einem Axialflußtyp,
einem Turbinentyp und anderen Typen, insbesondere jedem beliebigen
derartigen mehrstufigen Verdichter, bei dem eine Zwischenkühlvorrichtung
zwischen beliebigen zwei Verdichterstufen bereitgestellt ist, um
zu verhindern, daß das
verdichtete Gas übermäßig erhitzt wird,
enthalten sein kann.
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Wie
wohlbekannt ist, sind mechanische Verdichter vom Kolben-und-Zylinder-Typ
mit einer passenden Ventilanordnung (nicht gezeigt) versehen, die
während
eines Verdichtungstakts geschlossen ist, um zu gestatten, daß das Gas
darin passend verdichtet wird, wobei sich danach ein Auslaßventil (nicht
gezeigt) öffnet,
um zu gestatten, daß das
verdichtete Gas aus dem Zylinder 14 und in eine Abflußleitung 18 geleitet
wird. Danach wird das Auslaßventil geschlossen,
während
ein Einlaßventil
(nicht gezeigt) geöffnet
wird, damit der hin- und herlaufende Kolben 12 frisches
Gas, das sich beim Umgebungsdruck befindet, einziehen wird, um den
Verdichtungsvorgang zu wiederholen. Eine derartige Ventilanordnung
ist Personen, die mit der Technik vertraut sind, wohlbekannt und
muß hier
nicht näher
beschrieben werden.
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Wie
bei manchen zweistufigen Verdichtern ist eine Zwischenkühlvorrichtung 16 bereitgestellt, die
dazu geeignet ist, das nach einer Verdichterstufe, wie etwa einer
ersten Verdichterstufe 10a, verdichtete Gas zu kühlen, bevor
es in der nächstfolgenden Verdichterstufe,
d.h., der Verdichterstufe 10b, weiter verdichtet und erhitzt
wird. Demgemäß ist eine
derartige Abflußleitung 18 bereitgestellt,
die dazu geeignet ist, das Gas, das in der Verdichterstufe 10a verdichtet wurde,
in die Zwischenkühlvorrichtung 16 zu
befördern,
damit das Gas, das in der Verdichtungsstufe 10a aufgrund
seiner Verdichtung erhitzt wurde, zumindest in einem gewissen Maß gekühlt werden kann,
bevor es in der Verdichterstufe 10b weiter verdichtet wird.
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Wie
dies bei anderen Elementen des Verdichters, die oben beschrieben
wurden, der Fall ist, ist auch die Zwischenkühlvorrichtung 16 Personen, die
mit der Verdichtertechnik vertraut sind, wohlbekannt. Eine derartige
Zwischenkühlvorrichtung 16 umfaßt normalerweise
eine kühlerartige
Kühlvorrichtung,
wobei das erhitzte Gas durch mehrere dünne Kühlerrohre 20 geführt wird,
die durch Kühlrippen (nicht
gezeigt) getrennt sind. Daher müssen
derartige Zwischenkühlvorrichtungen 16 hier
nicht im Einzelnen näher
beschrieben werden.
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Wie
in 2 gezeigt kann der mehrstufige Verdichter 10 mehr
als zwei Verdichtungsstufen umfassen, wie etwa, wie in 2 gezeigt,
drei Verdichtungsstufen 10a, 10b und 10c,
oder sogar mehr, wobei zwischen jedem beliebigen Paar von benachbarten
Verdichtungsstufen 10 betrieblich eine Zwischenkühlvorrichtung 16 angeordnet
ist. Doch da eine übermäßige Erhitzung
des verdichteten Gases normalerweise kein Problem darstellt, bevor
eine dritte oder spätere
Verdichtungsstufe beteiligt ist, können einige im Handel erhältliche
mehrstufige Verdichter eine Zwischenkühlvorrichtung nur vor der dritten
und jedweder nachfolgenden Verdichtungsstufe benutzen.
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In
der gleichen Weise wie in der Ausführungsform von 1 gezeigt
ist in der Ausführungsform
von 2 eine Zwischenkühlvorrichtung 16 bereitgestellt,
die dazu geeignet ist, das in der Verdichterstufe 10a verdichtete
Gas zu kühlen,
bevor es in der zweiten Verdichterstufe 10b weiter verdichtet
und erhitzt wird. Erneut ist eine Abflußleitung 18 bereitgestellt,
die dazu geeignet ist, das in der ersten Verdichterstufe 10a verdichtete
Gas in die Zwischenkühlvorrichtung 16 zu
befördern,
damit das Gas, das in der Verdichterstufe 10a aufgrund
seiner Verdichtung erhitzt wurde, zumindest in einem gewissen Maß gekühlt werden
kann, bevor es in der Verdichterstufe 10b weiter verdichtet
wird.
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In
einer Weise, die der oben beschriebenen ähnlich ist, ist eine andere
Zwischenkühlvorrichtung 16b bereitgestellt,
die dazu geeignet ist, das in der zweiten Verdichterstufe 10b verdichtete
Gas zu kühlen,
bevor es in der Verdichterstufe 10c weiter verdichtet und
erhitzt wird. Erneut ist eine Abflußleitung 18b bereitgestellt,
die dazu geeignet ist, das in der Verdichterstufe 10b verdichtete
Gas in den Zwischenkühler 16b zu
befördern,
damit das Gas, das in der Verdichterstufe 10b aufgrund seiner
Verdichtung erhitzt wurde, zumindest in einem gewissen Maß gekühlt werden
kann, bevor es in der Verdichterstufe 10c weiter verdichtet
wird.
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In
einer ähnlichen
Weise sind zusätzliche Zwischenkühlvorrichtungen 16 gewöhnlich betrieblich
zwischen jedem beliebigen Paar von nachfolgenden Verdichterstufen 10 angeordnet,
um das vorher verdichtete Gas zu kühlen, bevor es in einer solchen folgenden
Verdichtungsstufe weiter verdichtet und demgemäß weiter erhitzt wird. Der
Betrieb der oben beschriebenen Systeme ist nach dem Stand der Technik
herkömmlich
und muß hier
nicht näher
beschrieben werden.
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Der
springende Punkt dieser Erfindung liegt in einem in den Zwischenkühlvorrichtungen 16 enthaltenen
selektiven Umgehungssystem, das eine Steuerung der Temperatur des
verdichteten Gases, welches in irgendeine ausgewählte Verdichterstufe nach der
ersten Verdichterstufe eingelassen wird, gestattet, so daß die Einlaßtemperatur
bewußt
geregelt und auf einem vorbestimmten Niveau gehalten werden kann,
das sicherstellen wird, daß die
Gastemperatur bei einer weiteren Verdichtung nicht auf ein Niveau
erhöht
werden wird, das gestatten wird, daß der Partialdruck des darin
befindlichen Wassers die Sättigungsgrenze
des Wassergehalts bei dieser Temperatur überschreitet.
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Demgemäß umfassen
die erfinderischen Elemente unter Bezugnahme auf 1 ein
Dreiwegeventil 30, das dazu geeignet ist, verdichtetes
Gas, das durch die zugehörige
Zwischenkühlvorrichtung 16 gekühlt wurde,
zu erhalten und das verdichtete Gas zur weiteren Verdichtung zur
nachfolgenden Verdichterstufe 10b zu leiten. Zusätzlich ist
auch eine Umgehungsleitung 34 bereitgestellt, die die zugehörige Verdichterstufe 10a direkt
mit dem Dreiwegeventil 30 verbindet. Demgemäß ist die
Umgehungsleitung 34 dazu geeignet, verdichtetes Gas direkt
von der zugehörigen
Verdichterstufe 10a zum Dreiwegeventil 30 zu führen, ohne
daß dieses
verdichtete Gas durch die Zwischenkühlvorrichtung 16 verläuft. Daher
ist das Dreiwegeventil 30 dazu geeignet, selektiv entweder
gekühltes
oder ungekühltes
verdichtetes Gas, oder eine gesteuerte Mischung davon, zur nächsten nachfolgenden
Verdichterstufe 10b zu befördern.
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Zusätzlich zum
Dreiwegeventil 30 und zur Umgehungsleitung 34 umfassen
die erfinderischen Elemente dieser Erfindung ferner ein Steuermittel 36 zum
Steuern des Betriebs dieses Dreiwegeventils 30. Offensichtlich
sollte das Steuermittel 36 eine Regelung sein, die dazu
geeignet ist, selektiv entweder gekühltes oder ungekühltes verdichtetes
Gas, oder Gemische davon, weiterzuführen, wie es nötig ist,
um eine vorgewählte
Zieltemperatur des verdichteten Gases, das die Verdichtungsstufe 10b betritt,
aufrechtzuerhalten.
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Die
vorgewählte
Zieltemperatur wird sich natürlich
von einem System zum nächsten
unterscheiden, doch sollte sie, wie oben bemerkt, eine Temperatur
sein, die als eine solche bestimmt ist, die bei einer weiteren Erhitzung
als Ergebnis einer weiteren Verdichtung in einer zweiten Verdichtungsstufe 10b nicht
auf ein Niveau erhöht
werden wird, das gestatten wird, daß der Partialdruck des darin
befindlichen Wassers die Sättigungsgrenze
des Wassergehalts bei dieser Temperatur überschreitet.
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Obwohl
die obige Beschreibung hauptsächlich
auf das thermostatisch gesteuerte Zwischenkühlsystem zwischen der ersten
und der zweiten Verdichtungsstufe des in 1 gezeigten
mehrstufigen Verdichters gerichtet ist, sollte leicht offensichtlich
sein, daß jedes
beliebige thermostatisch gesteuerte Zwischenkühlsystem ungeachtet seines
Standorts in Bezug auf verschiedenste Verdichterstufen im Wesentlichen
das gleiche sein könnte.
Die einzigen wesentlichen Unterschiede werden die gewünschten
Zieltemperaturen sein.
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Obwohl
eine Anzahl unterschiedlicher Steuermittel bereitgestellt werden
könnte
und dies innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt, haben
wir es vorgezogen, ein "Standard"-Dreiwegeventil zu
verwenden, das über
einen eingebauten temperaturgesteuerten Ventilbetrieb verfügt. Im Besonderen
haben wir erfolgreich sowohl ein 38-mm(1,5-Zoll)- als auch ein 51-mm(2-Zoll)-Dreiwegeventil
verwendet, die von FLUID POWER ENERGY hergestellt werden und die
eingebaute Ausgangstemperaturregelung aufweisen, wobei die gewünschte Ausgangstemperatur
gewählt
und am Ventil eingestellt werden kann, und das Ventil dann automatisch
ein Gemisch der beiden eingegebenen Gase ausgibt, wie es nötig ist,
um eine Ausgangsmischung bereitzustellen, die der vorgewählten Temperatur entspricht.
Da derartige Ventile im Handel erhältlich sind, meinen wir, daß jegliche
weitere Beschreibung und Besprechung davon hier nicht nötig ist.
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Es
kann Fachleuten offensichtlich sein, daß genaue Steuerungen tatsächlich nicht
nötig sind.
Wir haben für
einen herkömmlichen
zweistufigen Verdichter, der zwei Verdichtungszylinder in der ersten Stufe
und einen Verdichtungszylinder für
die zweite Stufe verwendet, wobei zwischen der ersten und der zweiten
Stufe eine Zwischenkühlvorrichtung
vorhanden ist, bestimmt, daß die
Wasserkondensation deutlich verringert oder beseitigt werden kann,
wenn die endgültige
Temperatur des verdichteten Gases nach der Verdichtung in der zweiten
Stufe unter etwa 260°C
(500°F)
bleibt. Beim oben erwähnten
System haben wir herausgefunden, daß ein derartiges Ziel durch
Steuern der Temperatur des verdichteten Gases, das die zweite Stufe
betritt, auf eine Ebene von im Allgemeinen nicht mehr als etwa 121°C (250°F) erreicht
werden kann.
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Wenn
die Temperatur des verdichteten Gases, das die erste Stufe verläßt, bei
oder unter etwa 121°C
(250°F)
liegt, kann daher die Gesamtmenge dieser verdichteten Luft direkt
zur zweiten Stufe geführt
werden, ohne daß ein
Teil davon durch die Zwischenkühlvorrichtung
umgeleitet werden. Nur wenn die Temperatur des verdichteten Gases,
das aus dieser beliebigen Verdichterstufe austritt, etwa 121°C (250°F) überschreitet,
wird es nötig
sein, einen Teil davon durch die nachfolgende Zwischenkühlvorrichtung
umzuleiten. Durch Benutzen des oben beschriebenen temperaturgesteuerten
Dreiwegeventils wird das Ventil selbst die Temperatur des Ausgangs
regulieren.
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Eine
weitere Erprobung der oben beschriebenen Vorrichtung, die eine wie
hierin beschriebene thermostatisch gesteuerte Zwischenkühlvorrichtung aufweist,
im Vergleich mit einem Verdichter des Stands der Technik, der mit
Ausnahme des Fehlens der erfinderischen Steuerung in jeder weiteren
Hinsicht identisch war, hat gezeigt, daß der Verdichter des Stands
der Technik nach einem Betrieb für
einen definierten Versuchszeitraum routinemäßig einen Wasseraufbau im Schmieröl in Mengen
verursacht hat, die 1,0 Prozent und sogar 2,0 Prozent Wasser überstiegen.
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Ein
identischer Verdichter, der die thermostatische Steuerung dieser
Erfindung aufwies, hat es geschafft, einen derartigen Wasseraufbau
im Schmieröl bei
Mengen zu halten, die durchwegs unter etwa 0,1 Prozent lagen, wenn
die Steuerungen wie nötig
nur betätigt
wurden, um die Temperatur des verdichteten Gases, das die zweite
Verdichterstufe betrat, vorzugsweise bei oder unter etwa 93°C (200°F) zu halten.
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Nachdem
eine gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsform
dieser Erfindung ausführlich
beschrieben wurde, sollte offensichtlich sein, daß durch
Fachleute in der Verdichtertechnik verschiedenste andere Ausführungsformen
benutzt und darin Abänderungen
aufgenommen werden könnten,
ohne vom Gegenstand der beiliegenden Ansprüche abzuweichen.