GR1009938B

GR1009938B - Μοναδα συμπιεστη και μεθοδος για τον ελεγχο της μοναδας συμπιεστη

Info

Publication number: GR1009938B
Application number: GR20200100156A
Authority: GR
Inventors: Kenji Nagura; Satoshi Tezuka; Katsuhiro SEYAMA
Original assignee: Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel Ltd.)
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-02-19
Also published as: JP6595143B1; CN111287934A; CH716405A2; CN111287934B; NO20200261A1; JP2021008947A; GR20200100156A; DK202070068A1

Abstract

Η παρούσα αίτηση δημοσιοποιεί μια μονάδα συμπιεστή για χρήση σε ένα πλοίο για τη συμπίεση ενός στοχευόμενου αερίου το οποίο είναι ένα αέριο εξάτμισης και αναρροφάται από μια δεξαμενή αποθήκευσης LNGπου παρέχεται στο πλοίο. Η μονάδα συμπιεστή περιλαμβάνει: ένα πλήθος σταδίων συμπίεσης για την αλληλοδιάδοχη αύξηση της πίεσης του στοχευόμενου αερίου, με κάθε στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης να έχει ένα έμβολο, ένα μηχανισμό στροφαλοφόρου άξονα ο οποίος κινεί τα έμβολα, έναν ψύκτη ο οποίος ψύχει το στοχευόμενο αέριο που εκκενώνεται από ένα στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης, μια δίοδο μεταφοράς η οποία μεταφέρει το στοχευόμενο αέριο που ψύχεται από τον ψύκτη σε μια γεννήτρια ή μια μηχανή εσωτερικής καύσης η οποία ζητά το στοχευόμενο αέριο και έναν μονωτή θερμότητας που παρέχεται επάνω στη δίοδο μεταφοράς.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Τίτλος της εφεύρεσης:

ΜΟΝΑΔΑ ΣΥΜΠΙΕΣΤΗ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ

ΣΥΜΠΙΕΣΤΗ

Τεχνικό πεδίο

[0001] Η παρούσα εφεύρεση σχετίζεται με μια μονάδα συμπιεστή για τη συμπίεση ενός στοχευόμενου αερίου το οποίο είναι ένα αέριο εξάτμισης από μια δεξαμενή αποθήκευσης LNG που παρέχεται σε ένα πλοίο και μια μέθοδο για τον έλεγχο μιας μονάδας συμπιεστή.

Τέχνη υπόβαθρου

[0002] Συμβατικά, οι συμπιεστές έχουν αναπτυχθεί για την αύξηση της πίεσης ενός αερίου εξάτμισης (παρακάτω στο παρόν αναφέρεται ως "στοχευόμενο αέριο”) το οποίο δημιουργείται από LNG (liquified natural gas ή υγροποιημένο φυσικό αέριο) και την παροχή του στοχευόμενου αερίου που έχει την αυξημένη πίεση προς έναν προορισμό, όπως έναν κινητήρα ή μια γεννήτρια, ο οποίος ζητά το αέριο εξάτμισης (βλέπε Ιαπωνική ευρεσιτεχνία Αρ. 6371930, μη εξετασμένη Ιαπωνική δημοσίευση ευρεσιτεχνίας Αρ. 2011-517749 και μη εξετασμένη Ιαπωνική δημοσίευση ευρεσιτεχνίας Αρ.. 2018-128039).

[0003] Το στοχευόμενο αέριο που παρέχεται στον προορισμό, όπως ο κινητήρας ή η γεννήτρια, ο οποίος ζητά το αέριο εξάτμισης, απαιτείται να έχει μια πτώση θερμοκρασίας εντός ενός προκαθορισμένου εύρους θερμοκρασιών ώστε να είναι δυνατή η λειτουργία του προορισμού σύμφωνα με τις προτιμώμενες συνθήκες λειτουργίας του. Ωστόσο, εάν συμβεί μια υπέρμετρη έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο προς την ατμόσφαιρα κατά τη μεταφορά του στοχευόμενου αερίου προς τον προορισμό, το στοχευόμενο αέριο μπορεί να φτάσει στον προορισμό σε μια θερμοκρασία χαμηλότερη του εύρους θερμοκρασιών που απαιτείται από τον προορισμό.

Περίληψη της εφεύρεσης

[0004] Ένα αντικείμενο της παρούσας εφεύρεσης είναι η παροχή μιας τεχνικής για την παροχή ενός στοχευόμενου αερίου που έχει μια πτώση θερμοκρασίας εντός ενός εύρους θερμοκρασιών προτιμώμενου για έναν προορισμό ο οποίος ζητά το στοχευόμενο αέριο.

[0005] Μια μονάδα συμπιεστή σύμφωνα με μια άποψη της παρούσας εφεύρεσης είναι η χρήση σε ένα πλοίο για τη συμπίεση ενός στοχευόμενου αερίου το οποίο είναι ένα αέριο εξάτμισης και αναρροφάται από μια δεξαμενή αποθήκευσης LNG που παρέχεται στο πλοίο. Η μονάδα συμπιεστή περιλαμβάνει: ένα πλήθος σταδίων συμπίεσης για την αλληλοδιάδοχη αύξηση της πίεσης του στοχευόμενου αερίου, με κάθε ένα από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης να έχει ένα έμβολο, ένα μηχανισμό στροφαλοφόρου άξονα ο οποίος κινεί τα έμβολα, έναν ψύκτη ο οποίος ψύχει το στοχευόμενο αέριο που εκλύεται από ένα στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης, μια δίοδο μεταφοράς η οποία μεταφέρει το στοχευόμενο αέριο που ψύχεται από τον ψύκτη προς μια γεννήτρια ή έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης ο οποίος ζητά το στοχευόμενο αέριο και έναν μονωτή θερμότητας που παρέχεται στη δίοδο μεταφοράς. Ο ψύκτης τοποθετείται σε μια δίοδο σύνδεσης σταδίων η οποία επιτρέπει στο στοχευόμενο αέριο να ρέει από το ένα στάδιο συμπίεσης στο επόμενο στάδιο συμπίεσης. Η δίοδος μεταφοράς διακλαδώνεται από τη δίοδο σύνδεσης σταδίων μια θέση διακλάδωσης κατάντη του ψύκτη. Η δίοδος σύνδεσης σταδίων διαθέτει έναν άλλο μονωτή θερμότητας σε ένα πρώτο τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη έως τη θέση διακλάδωσης.

[0006] Μια μονάδα συμπιεστή σύμφωνα με μια άλλη άποψη της παρούσας εφεύρεσης είναι για χρήση σε ένα πλοίο για τη συμπίεση ενός στοχευόμενου αερίου το οποίο είναι ένα αέριο εξάτμισης και αναρροφάται από μια δεξαμενή αποθήκευσης LNG που παρέχεται στο πλοίο. Η μονάδα συμπιεστή περιλαμβάνει: ένα πλήθος σταδίων συμπίεσης για την αλληλοδιάδοχη αύξηση της πίεσης του στοχευόμενου αερίου, με κάθε ένα από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης να έχει ένα έμβολο, ένα μηχανισμό στροφαλοφόρου άξονα ο οποίος κινεί τα έμβολα, έναν ψύκτη ο οποίος ψύχει το στοχευόμενο αέριο που εκλύεται από ένα στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης, μια δίοδο μεταφοράς η οποία μεταφέρει το στοχευόμενο αέριο που ψύχεται από τον ψύκτη προς μια γεννήτρια ή έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης ο οποίος ζητά το στοχευόμενο αέριο και έναν μονωτή θερμότητας που παρέχεται στη δίοδο μεταφοράς.

[0007] Σε μια μέθοδο για τον έλεγχο της μονάδας συμπιεστή σύμφωνα με μια επιπλέον άποψη της παρούσας εφεύρεσης, ο ψύκτης μπορεί να περιλαμβάνει: μια δίοδο ροής ψυκτικού υγρού η οποία επιτρέπει τη ροή ενός ψυκτικού υγρού για την ψύξη του στοχευόμενου αερίου και μια ρυθμιστική βαλβίδα που παρέχεται στη δίοδο ροής ψυκτικού υγρού για τη ρύθμιση μιας παροχής του ψυκτικού υγρού. Η μέθοδος μπορεί να περιλαμβάνει τον έλεγχο ενός βαθμού ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας ώστε να διατηρείται η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου μετά την εκροή του από τον ψύκτη εντός ενός προκαθορισμένου εύρους.

[0008] Η τεχνική που περιγράφηκε παραπάνω επιτυγχάνει μια παροχή στοχευόμενου αερίου προς έναν προορισμό ο οποίος ζητά το στοχευόμενο αέριο, με το στοχευόμενο αέριο να έχει μια πτώση θερμοκρασίας εντός ενός εύρους θερμοκρασιών προτιμώμενου για τον προορισμό.

[0009] Το αντικείμενο, τα χαρακτηριστικά και τα πλεονεκτήματα της παρούσας εφεύρεσης θα αποσαφηνιστούν περαιτέρω από την ακόλουθη λεπτομερή περιγραφή και τα συνοδευτικά σχεδιαγράμματα.

Σύντομη περιγραφή των σχεδιαγραμμάτων

[0010] Το Σχ. 1 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ροής μιας μονάδας συμπιεστή σύμφωνα με μια πρώτη υλοποίηση.

Το Σχ. 2 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ροής ενός ψύκτη της μονάδας συμπιεστή. Το Σχ. 3 είναι ένα διάγραμμα που δείχνει σε μεγέθυνση μια περιφέρεια μιας διόδου μεταφοράς στη μονάδα συμπιεστή.

Το Σχ. 4 είναι μια σχηματική τομή μιας διόδου μεταφοράς.

Το Σχ. 5 είναι ένα διάγραμμα ροής που αναπαριστά έναν έλεγχο θερμοκρασίας για ένα στοχευόμενο αέριο.

Το Σχ. 6 είναι ένα διάγραμμα που δείχνει σε μεγέθυνση μια περιφέρεια μιας διόδου μεταφοράς σε μια μονάδα συμπιεστή σύμφωνα με μια δεύτερη υλοποίηση.

Το Σχ. 7 είναι ένα διάγραμμα που δείχνει σε μεγέθυνση μια περιφέρεια μιας διόδου μεταφοράς σε μια μονάδα συμπιεστή σύμφωνα με μια τρίτη υλοποίηση.

Περιγραφή των υλοποιήσεων

[0011] Το Σχ. 1 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ροής μιας μονάδας συμπιεστή 100 σύμφωνα με μια πρώτη υλοποίηση. Η μονάδα συμπιεστή 100 θα περιγράφει αναφορικά με το Σχ. 1.

[0012] Η μονάδα συμπιεστή 100 παρέχεται σε ένα πλοίο που δεν εικονίζεται που περιλαμβάνει μια δεξαμενή αποθήκευσης LNG (liquefied natural gas ή υγροποιημένο φυσικό αέριο) 101 η οποία αποθηκεύει LNG Η μονάδα συμπιεστή 100 αναρροφά ένα στοχευόμενο αέριο το οποίο είναι ένα αέριο εξάτμισης και δημιουργείται στη δεξαμενή αποθήκευσης LNG 101 και συμπιέζει το στοχευόμενο αέριο που αναρροφήθηκε. Συγκεκριμένα, η μονάδα συμπιεστή 100 αυξάνει την πίεση του στοχευόμενου αερίου έως περίπου 300 bar και παρέχει το στοχευόμενο αέριο που έχει την αυξημένη πίεση προς προκαθορισμένους προορισμούς 102, 103 οι οποίοι ζητούν το στοχευόμενο αέριο. Στην υλοποίηση, ο προορισμός 102 είναι ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης. Ο προορισμός 103 είναι μια γεννήτρια ή ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης. Παρακάτω στο παρόν, οι όροι “ανάντη” και “κατάντη” χρησιμοποιούνται σε σχέση με μια κατεύθυνση ροής του στοχευόμενου αερίου.

[0013] Η μονάδα συμπιεστή 100 περιλαμβάνει μια διαδρομή ροής 110 η οποία επιτρέπει στο στοχευόμενο αέριο να ρέει προς τον προορισμό 102, 103, ένα πλήθος σταδίων συμπίεσης, δηλ., πρώτο έως πέμπτο στάδιο συμπίεσης 201 έως 205, για την αλληλοδιάδοχη αύξηση της πίεσης του στοχευόμενου αερίου και ένα πλήθος ψυκτών 281 έως 284. Η μονάδα συμπιεστή 100 περιλαμβάνει περαιτέρω έναν μη εικονιζόμενο μηχανισμό μονού στροφαλοφόρου άξονα ο οποίος χρησιμοποιείται ως πηγή κίνησης από κοινού από το πρώτο έως το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 201 έως 205. Στο Σχ. 1, η μονάδα συμπιεστή 100 είναι μια συσκευή που περιλαμβάνει δομικά εξαρτήματα που περιέχονται σε ένα πλαίσιο που υποδεικνύεται από μια γραμμή διπλής τελείας-παύλας στο Σχ. 1.

[0014] Η διαδρομή ροής 110 έχει ένα ανάντη άκρο συνδεδεμένο με ένα επάνω τμήμα της δεξαμενής αποθήκευσης LNG 101 με τρόπο ώστε να επιτρέπεται η εισροή του αερίου εξάτμισης που δημιουργείται στη δεξαμενή αποθήκευσης LNG 101. Η διαδρομή ροής 110 έχει ένα κατάντη άκρο συνδεδεμένο με μια σωληνοειδή δίοδο 104 που εκτείνεται από τον προορισμό 102.

[0015] Η διαδρομή ροής 110 περιλαμβάνει μια δίοδο σύνδεσης δεξαμενής αποθήκευσης 111, μια δίοδο σύνδεσης σταδίων 113, μια δίοδο μεταφοράς 114 και μια δίοδο μεταφοράς 115.

[0016] Η δίοδος σύνδεσης της δεξαμενής αποθήκευσης 111 συνδέεται με τη δεξαμενή αποθήκευσης LNG 101 για την καθοδήγηση του αερίου εξάτμισης προς το πρώτο στάδιο συμπίεσης 201 της μονάδας συμπιεστή 100. Η μονάδα συμπιεστή 100 περιλαμβάνει τα πρώτα δύο στάδια συμπίεσης 201. Επομένως, η δίοδος σύνδεσης της δεξαμενής αποθήκευσης 111 έχει ένα κύριο τμήμα 111C που εκτείνεται από τη δεξαμενή αποθήκευσης LNG 101 και υπο-τμήματα 111Α, 111Β που παρεκκλίνουν από το κύριο τμήμα 111 C και συνδέονται με το αντίστοιχο πρώτο στάδιο συμπίεσης 201. Με άλλα λόγια, τα πρώτα δύο στάδια συμπίεσης 201 συνδέονται με τα αντίστοιχα δύο υπο-τμήματα 111 A, 111Β παράλληλα μεταξύ τους. Η μονάδα συμπιεστή 100 μπορεί να περιλαμβάνει μόνο ένα πρώτο στάδιο συμπίεσης 201.

[0017] Η δίοδος σύνδεσης των σταδίων 113 συνδέει το πρώτο έως το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 201 έως 205 μεταξύ τους με τρόπο ώστε να επιτρέπει τη ροή του στοχευόμενου αερίου από ένα στάδιο συμπίεσης στο επόμενο στάδιο συμπίεσης. Η δίοδος σύνδεσης των σταδίων 113 περιλαμβάνει στο ανάντη τμήμα της τα δύο υπο-τμήματα 113Α, 113Β που διακλαδώνονται σε μια θέση σύνδεσης με το πρώτο στάδιο συμπίεσης 201. Η δίοδος σύνδεσης των σταδίων 113 περιλαμβάνει στο άλλο τμήμα το δεύτερο έως το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 202 έως 205. Το δεύτερο έως το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 202 έως 205 διατάσσονται σε σειρά για την αλληλοδιάδοχη αύξηση της πίεσης του στοχευόμενου αερίου που συμπιέζεται στο πρώτο στάδιο συμπίεσης 201.

[0018] Η δίοδος μεταφοράς 114 είναι μια δίοδος ροής για τη μεταφορά του στοχευόμενου αερίου που συμπιέζεται στο πέμπτο στάδιο συμπίεσης 205 το οποίο είναι το τελευταίο στάδιο προς τον προορισμό 102. Η δίοδος μεταφοράς 114 εκτείνεται από το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 205 προς τον προορισμό 102. Η δίοδος μεταφοράς 115 είναι μια δίοδος ροής για τη μεταφορά του στοχευόμενου αερίου που συμπιέζεται στο δεύτερο στάδιο συμπίεσης 202 προς τον προορισμό 103. Η δίοδος μεταφοράς 115 διακλαδώνεται από τη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 σε ένα πρώτο τμήμα 119a μεταξύ του δεύτερου σταδίου συμπίεσης 202 και του τρίτου σταδίου συμπίεσης 203 και συνδέεται με μια σωληνοειδή δίοδο 105 που εκτείνεται από τον προορισμό 103. Η σωληνοειδής δίοδος 105 διαθέτει κατά προτίμηση έναν μονωτή θερμότητας επάνω σε όλο το μήκος αυτής.

[0019] Κάθε ένα από το πρώτο έως το τέταρτο στάδιο συμπίεσης 201 έως 204 έχει ένα έμβολο και κυλίνδρους των οποίων οι διάμετροι είναι μικρότερες σε πλέον κατάντη στάδια συμπίεσης. Το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 205 είναι μικρότερο από το πρώτο έως το τέταρτο στάδιο συμπίεσης 201 έως 204 στη διάμετρο του εμβόλου και την εσωτερική διάμετρο του κυλίνδρου.

[0020] Το πρώτο έως το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 201 έως 205 κινούνται από τον κοινό μοναδικό μηχανισμό στροφαλοφόρου άξονα. Ο μηχανισμός στροφαλοφόρου άξονα έχει μια βακτροκεφαλή συνδεδεμένη με έναν διωστήρα σε κάθε ένα από το πρώτο έως το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 201 έως 205. Ο μηχανισμός στροφαλοφόρου άξονα μετασχηματίζει την περιστροφική κίνηση του στροφαλοφόρου άξονα στην παλινδρόμηση της βακτροκεφαλής ώστε να μετακινεί εναλλασσόμενα τον διωστήρα και το έμβολο που συνδέεται με το προπορευόμενο άκρο του διωστήρα.

[0021] Οι ψύκτες 281 έως 284 είναι τοποθετημένοι στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 και στη δίοδο μεταφοράς 114 για την ψύξη του στοχευόμενου αερίου που συμπιέζεται στο δεύτερο έως το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 202 έως 205 αντίστοιχα. Οι ψύκτες 281 έως 284 επιτρέπουν την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του στοχευόμενου αερίου και ενός ψυκτικού μέσου (π.χ., θαλασσινό νερό) που έχει μια χαμηλότερη θερμοκρασία από το στοχευόμενο αέριο. Το ψυκτικό μέσο χρησιμοποιείται για την ψύξη του στοχευόμενου αερίου. Το Σχ. 2 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ροής του ψύκτη 281.

[0022] Ο ψύκτης 281 διατάσσεται μεταξύ του δεύτερου σταδίου συμπίεσης 202 και του τρίτου σταδίου συμπίεσης 203 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113. Συγκεκριμένα, ο ψύκτης 281 προσαρτάται στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 σε ένα τμήμα που εκτείνεται από το δεύτερο στάδιο συμπίεσης 202 έως μια θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113, με τον ψύκτη 281 και τη θέση διακλάδωσης 119 να ορίζουν ένα πρώτο τμήμα 119a μεταξύ αυτών. Το τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη 281 έως τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 είναι κοντύτερο από ένα τμήμα που εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης 119 έως το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203.

[0023] Ο ψύκτης 281 επιτρέπει την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του στοχευόμενου αερίου και του ψυκτικού μέσου που έχει μια χαμηλότερη θερμοκρασία από το στοχευόμενο αέριο. Για παράδειγμα, ο ψύκτης 281 μπορεί να περιλαμβάνει μια δίοδο ροής αερίου 291 συνδεδεμένη με τη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 που επιτρέπει τη ροή του στοχευόμενου αερίου, ένα περίβλημα 292 που φιλοξενεί τη δίοδο ροής αερίου 291 και μια δίοδο ροής ψυκτικού μέσου 293 που επιτρέπει την εισροή και εκροή του ψυκτικού μέσου από το περίβλημα 292. Ο ψύκτης 281 έχει επιπλέον μια ρυθμιστική βαλβίδα 416 για τη ρύθμιση της παροχής του ψυκτικού μέσου προς το περίβλημα 292 στη δίοδο ροής ψυκτικού μέσου 293.

[0024] Ο ψύκτης 282 διατάσσεται μεταξύ του τρίτου σταδίου συμπίεσης 203 και του τετάρτου σταδίου συμπίεσης 204 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113. Ο ψύκτης 283 διατάσσεται μεταξύ του τετάρτου σταδίου συμπίεσης 204 και του πέμπτου σταδίου συμπίεσης 205 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113. Ο ψύκτης 284 διατάσσεται στη δίοδο μεταφοράς 114.

[0025] Οι ψύκτες 282 έως 284 διαφέρουν από τον ψύκτη 281 μόνο όσον αφορά στο γεγονός ότι δεν έχουν την ρυθμιστική βαλβίδα 416. Επομένως, η παροχή του ψυκτικού μέσου που διαρρέει τον ψύκτη 281 μπορεί να ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας την ρυθμιστική βαλβίδα 416. Αντίθετα, η παροχή του ψυκτικού μέσου που διαρρέει κάθε έναν ψύκτη 282 έως 284 είναι ουσιαστικά σταθερή. Οι ψύκτες 282 έως 284 μπορούν να διαμορφώνονται με τον ίδιο τρόπο με τον ψύκτη 281 ώστε να είναι δυνατή η ρύθμιση της παροχής του ψυκτικού μέσου.

[0026] Η μονάδα συμπιεστή 100 είναι διαμορφωμένη ώστε να εκτελεί έναν έλεγχο προσαρμογής ή ρύθμισης της πίεσης, της παροχής και της θερμοκρασίας του στοχευόμενου αερίου που παρέχεται στους προορισμούς 102, 103. Τα σχετικά εξαρτήματα ελέγχου που υιοθετούνται για τον έλεγχο θα περιγραφούν παρακάτω.

[0027] Για την επίτευξη του ελέγχου ρύθμισης ή προσαρμογής για το στοχευόμενο αέριο, η μονάδα συμπίεσης 100 περιλαμβάνει μια γραμμή παράκαμψης 411, μια βαλβίδα ελέγχου 412, έναν αισθητήρα πίεσης 413, έναν ελεγκτή 414 και έναν ανιχνευτή θερμοκρασίας (αισθητήρας θερ μοκρασίας) 415.

[0028] Η γραμμή παράκαμψης 411 διακλαδώνεται από τη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 σε ένα δεύτερο τμήμα 119b που εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 έως το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203. Με άλλα λόγια, η γραμμή παράκαμψης 411 επιτρέπει την επιστροφή του στοχευόμενου αερίου που ψύχεται από τον ψύκτη 281 σε μια θέση αναρρόφησης του πρώτου σταδίου συμπίεσης 201 ώστε το στοχευόμενο αέριο να παρακάμπτει το πρώτο στάδιο συμπίεσης 201 και το δεύτερο στάδιο συμπίεσης 202.

[0029] Η βαλβίδα ελέγχου 412 είναι τοποθετημένη στη γραμμή παράκαμψης 411. Ο αισθητήρας πίεσης 413 και ο ανιχνευτής θερμοκρασίας 415 προσαρτώνται στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 στο πρώτο τμήμα 119a που εκτείνεται από τον ψύκτη 281 έως τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113. Ο αισθητήρας πίεσης 413 ανιχνεύει την πίεση του στοχευόμενου αερίου σε μια θέση αναρρόφησης του τρίτου σταδίου συμπίεσης 203. Ο ανιχνευτής θερμοκρασίας 415 ανιχνεύει τη θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη 281.

[0030] Ο αισθητήρας πίεσης 413, η βαλβίδα ελέγχου 412, η ρυθμιστική βαλβίδα 416, ο ανιχνευτής θερμοκρασίας 415 και ο ψύκτης 281 συνδέονται ηλεκτρικά με τον ελεγκτή 414. Ο ελεγκτής 414 ελέγχει τον βαθμό ανοίγματος κάθε μιας από τη βαλβίδα ελέγχου 412 και τη ρυθμιστική βαλβίδα 416 με βάση την πίεση που ανιχνεύεται από τον αισθητήρα πίεσης 413 και τη θερμοκρασία που ανιχνεύεται από τον ανιχνευτή θερμοκρασίας 415. Συγκεκριμένα, ο ελεγκτής 414 ρυθμίζει το βαθμό ανοίγματος της βαλβίδας ελέγχου 412 ώστε να προκύπτει μια πίεση που είναι προτιμώμενη για τον προορισμό 103. Ο ελεγκτής 414 ρυθμίζει τον βαθμό ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας 416 ώστε να διατηρεί τη θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη 281 εντός ενός εύρους θερμοκρασιών (π.χ., ένα εύρος από 30 °C έως 60 °C) που είναι προτιμώμενο για τον προορισμό 103. Ο ελεγκτής 414 μπορεί να αποτελείται από ένα λογισμικό ή ένα εξειδικευμένο κύκλωμα.

[0031] Η μονάδα συμπιεστή 100 περιλαμβάνει περαιτέρω έναν μονωτή θερμότητας 116 που καλύπτει μια εξωτερική επιφάνεια της διόδου μεταφοράς 115 ώστε η μονάδα συμπιεστή 100 να μπορεί να παρέχει στοχευόμενο αέριο στον προορισμό 103 διατηρώντας ταυτόχρονα ουσιαστικά τη θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου η οποία έχει ρυθμιστεί από τον ελεγκτή 414. Το Σχ. 3 είναι ένα διάγραμμα που δείχνει σε μεγέθυνση την περιφέρεια της διόδου μεταφοράς 115. Το Σχ.

4 είναι μια σχηματική τομή της διόδου μεταφοράς 115 καλυμμένης με τον μονωτή θερμότητας 116. Στο Σχ. 1, ο μονωτής θερμότητας 116 υποδεικνύεται από μια γραμμοσκιασμένη περιοχή επάνω στη δίοδο μεταφοράς 115. Ο μονωτής θερμότητας 116 καλύπτει πλήρως την εξωτερική επιφάνεια της διόδου μεταφοράς 115. Ωστόσο, ο μονωτής θερμότητας 116 μπορεί να επαρκεί για την κάλυψη ενός τμήματος της διόδου μεταφοράς 115 υπό την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου διατηρείται εντός του προαναφερθέντος εύρους θερμοκρασίας. Επιπλέον, σε περίπτωση προσάρτησης διατάξεων υγρών όπως μια βαλβίδα και μια διάταξη μέτρησης στη δίοδο μεταφοράς 115, οι διατάξεις υγρών μπορούν να εκτίθενται χωρίς τον μονωτή θερμότητας 116 ή μπορεί να καλύπτονται με τον μονωτή θερμότητας 116. Ο μονωτής θερμότητας 116 είναι κατασκευασμένος από ένα θερμομονωτικό υλικό όπως ο υαλοβάμβακας ή η πολυουρεθάνη.

[0032] Στην υλοποίηση, η δίοδος σύνδεσης σταδίων 113 που συνδέει το δεύτερο στάδιο συμπίεσης 202 και το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 μεταξύ τους είναι μια μη μονωμένη δίοδος που δεν έχει κάποιο μονωτή θερμότητας. Η δίοδος σύνδεσης σταδίων 113 που συνδέει το δεύτερο στάδιο συμπίεσης 202 και το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 μεταξύ τους περιλαμβάνει ένα δεύτερο τμήμα 119b το οποίο εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 έως το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 και είναι μεγαλύτερο από το πρώτο τμήμα 119a που εκτείνεται από τον ψύκτη 281 έως τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115. Με άλλα λόγια, το στοχευόμενο αέριο καθοδηγείται προς τη δίοδο μεταφοράς 115 με αξιοσημείωτα μειωμένη έκλυση θερμότητας χάρη στο μικρότερο τμήμα από τον ψύκτη 281 έως τη θέση διακλάδωσης 119.

[0033] Η λειτουργία της μονάδας συμπιεστή 100 και η ροή του στοχευόμενου αερίου θα περιγράφει αναφορικά με τα Σχ. 1, 2 και 5. Το Σχ. 5 είναι ένα διάγραμμα ροής που αναπαριστά έναν έλεγχο θερμοκρασίας για το στοχευόμενο αέριο από τον ελεγκτή 414.

[0034] 'Οταν η μονάδα συμπιεστή 100 κινείται, μια ακολουθία λειτουργιών αναρρόφησης και εκκένωσης του στοχευόμενου αερίου επαναλαμβάνεται σε δύο θαλάμους συμπίεσης κάθε ενός από το πρώτο έως το τέταρτο στάδιο συμπίεσης 201 έως 204. Η ακολουθία λειτουργιών αναρρόφησης και εκκένωσης του στοχευόμενου αερίου επαναλαμβάνεται σε έναν μόνο θάλαμο συμπίεσης του πέμπτου σταδίου συμπίεσης 205. Το στοχευόμενο αέριο που εκκενώνεται από το δεύτερο έως το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 202 έως 205 ψύχεται από τους ψύκτες 281 έως 284 κατά τη διέλευσή του μέσω αυτών. Σε ένα τμήμα του στοχευόμενου αερίου που ψύχεται από τον ψύκτη 281 αυξάνεται αλληλοδιάδοχα η πίεση στο τρίτο έως το πέμπτο στάδιο συμπίεσης 203 έως 205, ενώ το τμήμα του στοχευόμενου αερίου που έχει την αυξημένη πίεση παρέχεται στον προορισμό 102 ή επιστρέφεται σε μια ανάντη θέση μέσω της γραμμής παράκαμψης 411. Το υπόλοιπο στοχευόμενο αέριο παρέχεται στον προορισμό 103 μέσω της διόδου μεταφοράς 115.

[0035] Για την παροχή του στοχευόμενου αερίου που έχει την προτιμώμενη πίεση για τον προορισμό 103, ο αισθητήρας πίεσης 413 ανιχνεύει την πίεση του στοχευόμενου αερίου που εισρέει στη δίοδο μεταφοράς 115, δηλαδή μια πίεση αναρρόφησης του τρίτου σταδίου συμπίεσης 203. Τα δεδομένα της πίεσης που ανιχνεύθηκε εξάγονται προς τον ελεγκτή 414. Ο ελεγκτής 414 ελέγχει το βαθμό ανοίγματος της βαλβίδας ελέγχου 412 με βάση τα δεδομένα πίεσης που αποκτήθηκαν ώστε η πίεση του στοχευόμενου αερίου που εισρέει στη δίοδο μεταφοράς 115 να είναι ουσιαστικά σταθερή.

[0036] Για την παροχή του στοχευόμενου αερίου που έχει τη θερμοκρασία που είναι προτιμώμενη για τον προορισμό 103, ο ανιχνευτής θερμοκρασίας 415 ανιχνεύει τη θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που εισρέει στη δίοδο μεταφοράς 115. Τα δεδομένα της ανιχνευθείσας θερμοκρασίας εξάγονται στον ελεγκτή 414. Ο ελεγκτής 414 προσδιορίζει με βάση τα δεδομένα θερμοκρασίας κατά πόσο η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη 281 εμπίπτει στο προκαθορισμένο εύρος (βήμα S110). Το προκαθορισμένο εύρος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό ορίζεται με τέτοιο τρόπο ώστε το στοχευόμενο αέριο που έχει μια θερμοκρασία που εμπίπτει στο εύρος θερμοκρασιών που είναι προτιμώμενο για τον προορισμό 103 να ρέει προς τον προορισμό 103. Για παράδειγμα, το προκαθορισμένο εύρος μπορεί να ορίζεται στο εύρος από 30 °C έως 60 °C.

[0037] 'Οταν η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου εμπίπτει στο προκαθορισμένο εύρος, ο ελεγκτής 414 διατηρεί το βαθμό ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας 416 (βήμα S120). Όταν η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου υπερβεί το άνω όριο του προκαθορισμένου εύρους (“υψηλή” στο βήμα S110), ο ελεγκτής 414 αυξάνει το βαθμό ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας 416 (στο βήμα S130). Συνεπώς, η παροχή του ψυκτικού μέσου αυξάνει και η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που εκρέει από τον ψύκτη 281 ελαττώνεται. Οι αλληλοδιάδοχες διαδικασίες των βημάτων S 110 και S130 συνεχίζονται μέχρι η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου να εισέλθει εντός του προκαθορισμένου εύρους. Όταν η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου είναι κάτω από το κατώτερο όριο του προκαθορισμένου εύρους (“χαμηλή” στο βήμα S110), ο ελεγκτής 414 μειώνει το βαθμό ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας 416 (βήμα S140). Συνεπώς, η παροχή του ψυκτικού μέσου μειώνεται, ενώ η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που εκρέει από τον ψύκτη 281 αυξάνεται. Οι αλληλοδιάδοχες διαδικασίες των S110 και S140 συνεχίζονται μέχρι η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου να εισέλθει εντός του προκαθορισμένου εύρους.

[0038] Χάρη στον έλεγχο που δείχνεται στο Σχ. 5, η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη 281 φτάνει σε μια τιμή που εμπίπτει εντός του εύρους θερμοκρασιών (δηλ., 30 °C έως 60 °C) που είναι προτιμώμενο για τον προορισμό 103. Ένα τμήμα του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη 281 αναρροφάται στο τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 ή επιστρέφεται σε μια ανάντη θέση μέσω της γραμμής παράκαμψης 411. Αντίθετα, το υπόλοιπο στοχευόμενο αέριο παρέχεται στον προορισμό 103 μέσω της διόδου μεταφοράς 115. Η δίοδος μεταφοράς 115 που καλύπτεται με τον μονωτή θερμότητας 116 αποτρέπει την έκλυση της θερμότητας του στοχευόμενου αερίου που εισρέει στη δίοδο μεταφοράς 115 προς την ατμόσφαιρα. Με αυτό τον τρόπο, το στοχευόμενο αέριο παρέχεται στον προορισμό 103 διατηρώντας ταυτόχρονα τη θερμοκρασία εντός του εύρους θερμοκρασιών που είναι προτιμώμενο για τον προορισμό 103. Ο μονωτής θερμότητας 116 μειώνει την επίδραση της διακύμανσης της εξωτερικής θερμοκρασίας στη θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που παρέχεται στον προορισμό 103. Ανάλογα, μια τέτοια διακύμανση της εξωτερικής θερμοκρασίας μπορεί να αγνοείται στον έλεγχο της παροχής του ψυκτικού μέσου όπως περιγράφεται παραπάνω αναφορικά με το Σχ. 5.

[0039] Το τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη 281 έως τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 είναι μικρότερο από το τμήμα που εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης 119 έως το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203. Συνεπώς, το μέγεθος της έκλυσης θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο μειώνεται στο πρώτο τμήμα 119a που εκτείνεται από τον ψύκτη 281 έως τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113. Το στοχευόμενο αέριο έχει μια λίγο χαμηλότερη θερμοκρασία ακόμη και με την έκλυση θερμότητας προς την ατμόσφαιρα στο πρώτο τμήμα 119a. Με άλλα λόγια, το στοχευόμενο αέριο είναι λιγότερο πιθανό να παρέχεται στον προορισμό 103 με θερμοκρασία χαμηλότερη από το κάτω όριο, δηλ. 30 °C, του προτιμώμενου εύρους θερμοκρασιών.

[0040] Αντίθετα, το δεύτερο τμήμα 119b που εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 έως το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 είναι σχετικά μεγάλο. Συνεπώς, το στοχευόμενο αέριο έχει μια σχετικά μεγάλη ποσότητα της έκλυσης θερμότητας στο δεύτερο τμήμα 119b. Με άλλα λόγια, η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου μειώνεται στο δεύτερο τμήμα 119b. Το στοχευόμενο αέριο που αναρροφάται στο τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 αποτρέπεται από το να έχει μια υπερβολικά αυξημένη θερμοκρασία.

[0041] Το Σχ. 6 δείχνει ένα τμήμα της μονάδας συμπιεστή 100 σύμφωνα με μια δεύτερη υλοποίηση. Σε μια δίοδο σύνδεσης σταδίων 113, ένα πρώτο τμήμα 119a που εκτείνεται από έναν ψύκτη 281 έως μια θέση διακλάδωσης 119 μιας διόδου μεταφοράς 115 διαθέτει επιπλέον έναν μονωτή θερμότητας 117 για την περαιτέρω καταστολή της έκλυσης θερμότητας. Ο μονωτής θερμότητας 117 καλύπτει το πρώτο τμήμα 119a σε όλο το μήκος αυτού. Ωστόσο, ο μονωτής θερμότητας 117 μπορεί να επαρκεί για την κάλυψη ενός τμήματος του πρώτου τμήματος 119a υπό την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου να διατηρείται εντός ενός προκαθορισμένου εύρους θερμοκρασιών. Επιπλέον, στην περίπτωση που προσαρτώνται διατάξεις υγρών όπως μια βαλβίδα και μια διάταξη μέτρησης στο πρώτο τμήμα 119a, οι διατάξεις υγρών μπορεί να είναι εκτεθειμένες χωρίς τον μονωτή θερμότητας 117 ή μπορεί να καλύπτονται με τον μονωτή θερμότητας 117. Ο μονωτής θερμότητας 117 μπορεί να κατασκευάζεται από το ίδιο υλικό ή από διαφορετικό υλικό από αυτό του μονωτή θερμότητας 116. Ένα δεύτερο τμήμα 119b που εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 έως το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 παραμένει ένα μη μονωμένο τμήμα χωρίς μονωτή θερμότητας. Το δεύτερο τμήμα 119b είναι μεγαλύτερο από το πρώτο τμήμα 119a που εκτείνεται από τον ψύκτη 281 έως τη θέση διακλάδωσης 119.

[0042] Ο μονωτής θερμότητας 117 επίσης καταστέλλει περαιτέρω την έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο στο πρώτο τμήμα 119a που εκτείνεται από τον ψύκτη 281 έως τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113. Ο μονωτής θερμότητας 116 καταστέλλει την έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο που έχει εισρεύσει στη δίοδο μεταφοράς 115. Με αυτό τον τρόπο, το στοχευόμενο αέριο παρέχεται σε έναν προορισμό 103 ο οποίος ζητά το στοχευόμενο αέριο διατηρώντας ταυτόχρονα τη θερμοκρασία που έχει ρυθμιστεί από έναν ψύκτη 281 εντός ενός προκαθορισμένου εύρους που είναι προτιμώμενο για τον προορισμό 103. Αυτή η διαμόρφωση που περιλαμβάνει τους μονωτές θερμότητας 116, 117 κάνει δυνατή τη μείωση της επίδρασης των διακυμάνσεων της εξωτερικής θερμοκρασίας στη θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που παρέχεται στον προορισμό 103. Ανάλογα, μια τέτοια διακύμανση της εξωτερικής θερμοκρασίας μπορεί να αγνοείται στον έλεγχο της παροχής του ψυκτικού μέσου όπως περιγράφεται αναφορικά με το Σχ. 5.

[0043] Αντίθετα, το δεύτερο τμήμα 119b που εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 έως το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 είναι ένα μη μονωμένο τμήμα που δεν έχει κάποιον μονωτή θερμότητας και συνεπώς ενθαρρύνει την έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο σε αυτό. Το μη μονωμένο τμήμα το οποίο είναι σχετικά μεγάλο επιτρέπει μια μεγάλη ποσότητα της έκλυσης θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο. Αυτή η διαμόρφωση αποτρέπει το στοχευόμενο αέριο που αναρροφάται στο τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 από το να έχει υπερβολικά αυξημένη θερμοκρασία.

[0044] Το Σχ. 7 δείχνει ένα τμήμα μιας μονάδας συμπιεστή 100 σύμφωνα με μια τρίτη υλοποίηση. Οι τεχνικές θερμομόνωσης που περιγράφονται παραπάνω εφαρμόζονται στο στοχευόμενο αέριο που παρέχεται σε έναν προορισμό 103 ο οποίος ζητά το στοχευόμενο αέριο. Ωστόσο, οι παρόμοιες τεχνικές θερμομόνωσης έχουν εφαρμογή στο στοχευόμενο αέριο που παρέχεται σε έναν προορισμό 102 ο οποίος ζητά το στοχευόμενο αέριο. Όπως φαίνεται στο Σχ. 7 που δείχνει σε μεγέθυνση μια περιφέρεια μιας διόδου μεταφοράς 114, η δίοδος μεταφοράς 114 που εκτείνεται από έναν ψύκτη 284 έως τον προορισμό 102 μπορεί να καλύπτεται πλήρως ή μερικώς από έναν μονωτή θερμότητας 118. Σε περίπτωση προσάρτησης διατάξεων υγρών όπως μια βαλβίδα και μια διάταξη μέτρησης στη δίοδο μεταφοράς 114, οι διατάξεις υγρών μπορούν να εκτίθενται χωρίς τον μονωτή θερμότητας 118 ή μπορεί να καλύπτονται με τον μονωτή θερμότητας 118. Ο μονωτής θερμότητας 118 μπορεί να κατασκευάζεται από το ίδιο υλικό ή από διαφορετικό υλικό από αυτό του μονωτή θερμότητας 116. Σε αυτή τη διαμόρφωση, η έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο καταστέλλεται κατά την εισροή του στοχευόμενου αερίου στη δίοδο μεταφοράς 114. Συνεπώς, το στοχευόμενο αέριο παρέχεται στον προορισμό 102 διατηρώντας ταυτόχρονα ουσιαστικά τη θερμοκρασία που έχει μειωθεί από τον ψύκτη 284.

[0045] Ο ελεγκτής 414 μπορεί να μην ελέγχει τον ψύκτη 284 όταν εξασφαλίζεται ότι η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη 284 εμπίπτει εντός ενός εύρους θερμοκρασιών που είναι προτιμώμενο για τον προορισμό 102. Ωστόσο, η τεχνολογία ελέγχου που εφαρμόζεται στον ψύκτη 281 μπορεί να εφαρμόζεται στον ψύκτη 284 και για την αξιόπιστη αποτροπή του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη 284 να αποκλίνει από το εύρος θερμοκρασιών που είναι προτιμώμενο για τον προορισμό 102. Αυτή η διαμόρφωση μπορεί επιπλέον να περιλαμβάνει έναν μη εικονιζόμενο άλλο ανιχνευτή θερμοκρασίας ο οποίος ανιχνεύει τη θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη 284. Ο ελεγκτής 414 μπορεί να ρυθμίζει την παροχή του ψυκτικού μέσου που χρησιμοποιείται για την ανταλλαγή θερμότητας στον ψύκτη 284 με βάση τη θερμοκρασία που ανιχνεύεται από τον επιπλέον άλλον ανιχνευτή θερμοκρασίας.

[0046] Οι υλοποιήσεις που περιγράφηκαν παραπάνω απλά δείχνουν παραδείγματα σε όλες τις απόψεις και συνεπώς δεν θα πρέπει να θεωρούνται ως περιορισμένες. Το αντικείμενο της εφεύρεσης θα πρέπει να ορίζεται από το αντικείμενο των αξιώσεων, και όχι από την περιγραφή των υλοποιήσεων που περιγράφηκαν παραπάνω, και επιπλέον καλύπτει έννοιες ισοδύναμες με αυτές που είναι δυνατό να αναγνωστούν στο αντικείμενο των αξιώσεων και όλων των αλλαγών που εμπίπτουν στο αντικείμενο των αξιώσεων.

[0047] Στις υλοποιήσεις, ο ελεγκτής 414 ρυθμίζει αυτόματα το βαθμό ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας 416 με βάση τη θερμοκρασία που ανιχνεύεται από τον ανιχνευτή θερμοκρασιών 415. Ωστόσο, ο βαθμός ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας 416 μπορεί να μην ρυθμίζεται αυτόματα. Για παράδειγμα, μια συγκεκριμένη δοκιμή μπορεί να πραγματοποιείται από πριν για τον προσδιορισμό του βαθμού ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας 416 ώστε να είναι δυνατή η λήψη μιας θερμοκρασίας που εμπίπτει εντός ενός εύρους θερμοκρασιών που είναι προτιμώμενο για τον προορισμό 103. Εναλλακτικά, σε περίπτωση που η θερμοκρασία που ανιχνεύεται από τον ανιχνευτή θερμοκρασίας 415 εμφανίζεται σε ένα χρήστη, ο χρήστης μπορεί να ρυθμίζει το βαθμό ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας 416 ελέγχοντας τη θερμοκρασία που εμφανίζεται. Με άλλα λόγια, μπορεί να είναι δυνατή η υιοθέτηση μιας μη αυτόματης ρύθμισης. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η ρυθμιστική βαλβίδα 416 δεν απαιτείται για την εκτέλεση του ελέγχου του βαθμού ανοίγματος όπως περιγράφεται αναφορικά με το Σχ. 5.

[0048] Στο Σχ. 6, όταν η επίδραση στο τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 μπορεί να αγνοηθεί, το δεύτερο τμήμα 119b που εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης 119 της διόδου μεταφοράς 115 στη δίοδο σύνδεσης σταδίων 113 έως το τρίτο στάδιο συμπίεσης 203 μπορεί να χρησιμοποιείται ως ένα μη μονωμένο τμήμα.

[0049] Στις υλοποιήσεις, υιοθετούνται τα πέντε στάδια συμπίεσης. Ωστόσο, ο αριθμός των σταδίων συμπίεσης μπορεί να προσδιορίζεται με βάση την πίεση του στοχευόμενου αερίου που απαιτείται από έναν προορισμό. Για παράδειγμα, τέσσερα ή έξι στάδια συμπίεσης μπορούν να υιοθετούνται ως τα στάδια συμπίεσης.

[0050] Στις υλοποιήσεις, το στοχευόμενο αέριο που συμπιέζεται στο δεύτερο στάδιο συμπίεσης 202 παρέχεται στον προορισμό 103. Ωστόσο, το στοχευόμενο αέριο που συμπιέζεται σε άλλα στάδια συμπίεσης μπορεί να παρέχεται στον προορισμό 103. Και σε αυτή τη διαμόρφωση, ένας μονωτής θερμότητας παρέχεται σε μια δίοδο μεταφοράς για τη μεταφορά του στοχευόμενου αερίου στον προορισμό 103.

[0051] Η μονάδα συμπιεστή που περιγράφεται σε σχέση με τις διάφορες υλοποιήσεις έχει κυρίως τα ακόλουθα χαρακτηριστικά.

[0052] Μια μονάδα συμπιεστή σύμφωνα με μια άποψη των υλοποιήσεων προορίζεται για χρήση σε ένα πλοίο και διαμορφώνεται ώστε να συμπιέζει ένα στοχευόμενο αέριο το οποίο είναι ένα αέριο εξάτμισης και αναρροφάται από μια δεξαμενή αποθήκευσης LNG που παρέχεται στο πλοίο. Η μονάδα συμπιεστή περιλαμβάνει: ένα πλήθος σταδίων συμπίεσης για την αλληλοδιάδοχη αύξηση της πίεσης του στοχευόμενου αερίου, με κάθε ένα στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης να έχει ένα έμβολο, ένα μηχανισμό στροφαλοφόρου άξονα ο οποίος κινεί τα έμβολα, έναν ψύκτη ο οποίο ψύχει το στοχευόμενο αέριο το οποίο εκκενώνεται από ένα στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης, μια δίοδο μεταφοράς η οποία μεταφέρει το στοχευόμενο αέριο που ψύχεται από τον ψύκτη προς μια γεννήτρια ή μια μηχανή εσωτερικής καύσης η οποία ζητά το στοχευόμενο αέριο και έναν μονωτή θερμότητας που παρέχεται στη δίοδο μεταφοράς. Ο ψύκτης είναι τοποθετημένος σε μια δίοδο σύνδεσης σταδίων η οποία επιτρέπει τη ροή του στοχευόμενου αερίου από το ένα στάδιο συμπίεσης στο επόμενο στάδιο συμπίεσης. Η δίοδος μεταφοράς διακλαδώνεται από τη δίοδο σύνδεσης σταδίων σε μια θέση διακλάδωσης κατάντη του ψύκτη. Η δίοδος σύνδεσης σταδίων διαθέτει έναν άλλο μονωτή θερμότητας σε ένα πρώτο τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη έως τη θέση διακλάδωσης.

[0053] Σε αυτή τη διαμόρφωση, ο μονωτής θερμότητας που παρέχεται στη δίοδο μεταφοράς καταστέλλει την έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο που εκρέει από τον ψύκτη προς τον προορισμό. Συνεπώς, η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου διατηρείται εντός του εύρους θερμοκρασιών που είναι προτιμώμενο για τη γεννήτρια ή τη μηχανή εσωτερικής καύσης.

[0054] Η δίοδος μεταφοράς που διακλαδώνεται από τη δίοδο σύνδεσης σταδίων σε μια θέση κατάντη του ψύκτη επιτρέπει την εισροή του στοχευόμενου αερίου που ψύχεται από τον ψύκτη στη δίοδο μεταφοράς. Ο μονωτής θερμότητας που παρέχεται στη δίοδο μεταφοράς καταστέλλει περαιτέρω τη μείωση της θερμοκρασίας του στοχευόμενου αερίου που ρέει προς τον προορισμό μέσω της διόδου μεταφοράς. Το πρώτο τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη έως τη θέση διακλάδωσης της διόδου μεταφοράς στη δίοδο σύνδεσης σταδίων διαθέτει έναν άλλο μονωτή θερμότητας εκτός της διόδου μεταφοράς. Με αυτό τον τρόπο, η έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο καταστέλλεται στο πρώτο τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη έως τη θέση διακλάδωσης στην οποία το στοχευόμενο αέριο εισρέει στη δίοδο μεταφοράς.

[0055] Μια μονάδα συμπιεστή σύμφωνα με μια άλλη άποψη των υλοποιήσεων προορίζεται για χρήση σε ένα πλοίο για τη συμπίεση ενός στοχευόμενου αερίου το οποίο είναι ένα αέριο εξάτμισης και αναρροφάται από μια δεξαμενή αποθήκευσης LNG που παρέχεται στο πλοίο. Η μονάδα συμπιεστή περιλαμβάνει: ένα πλήθος σταδίων συμπίεσης για την αλληλοδιάδοχη αύξηση της πίεσης του στοχευόμενου αερίου, με κάθε στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης να έχει ένα έμβολο, ένα μηχανισμό στροφαλοφόρου άξονα ο οποίος κινεί τα έμβολα, έναν ψύκτη ο οποίο ψύχει το στοχευόμενο αέριο το οποίο εκκενώνεται από ένα τελευταίο στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης, μια δίοδο μεταφοράς η οποία μεταφέρει το στοχευόμενο αέριο που ψύχεται από τον ψύκτη προς μια γεννήτρια ή μια μηχανή εσωτερικής καύσης η οποία ζητά το στοχευόμενο αέριο και έναν μονωτή θερμότητας που παρέχεται στη δίοδο μεταφοράς.

[0056] Σε αυτή τη διαμόρφωση, ο μονωτής θερμότητας που παρέχεται στη δίοδο μεταφοράς καταστέλλει την έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο που εκρέει από τον ψύκτη προς τον προορισμό. Συνεπώς, η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου διατηρείται εντός του εύρους θερμοκρασιών που είναι προτιμώμενο για τη γεννήτρια ή τη μηχανή εσωτερικής καύσης.

[0057] Με την προαναφερθείσα διαμόρφωση, η δίοδος σύνδεσης σταδίων μπορεί να περιλαμβάνει ένα δεύτερο τμήμα το οποίο εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης της διόδου μεταφοράς στη δίοδο σύνδεσης σταδίων έως το επόμενο στάδιο συμπίεσης και είναι μεγαλύτερο από το πρώτο τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη έως τη θέση διακλάδωσης.

[0058] Σε αυτή τη διαμόρφωση, το πρώτο τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη έως τη θέση διακλάδωσης της διόδου μεταφοράς είναι σχετικά μικρό. Συνεπώς, μια διαδρομή ροής που επιτρέπει την παροχή του στοχευόμενου αερίου στον προορισμό μέσω της διόδου μεταφοράς είναι μικρότερη. Αυτή η διαμόρφωση καταστέλλει συνεπώς την έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο που ρέει προς τον προορισμό.

[0059] Με την προαναφερθείσα διαμόρφωση, το δεύτερο τμήμα μπορεί να είναι ένα μη μονωμένο τμήμα που δεν έχει κάποιο μονωτή θερμότητας.

[0060] Στην προαναφερθείσα διαμόρφωση, το στοχευόμενο αέριο που αναρροφάται στο επόμενο στάδιο συμπίεσης εκλύει θερμότητα στο μη μονωμένο τμήμα. Συνεπώς, το στοχευόμενο αέριο έχει μια χαμηλότερη θερμοκρασία σε μια θέση αναρρόφησης του επόμενου σταδίου συμπίεσης και μπορεί να φτάνει μια θερμοκρασία που είναι προτιμώμενη για το επόμενο στάδιο συμπίεσης.

[0061] Σε μια μέθοδο ελέγχου της μονάδας συμπιεστή σύμφωνα με μια άλλη άποψη των υλοποιήσεων, ο ψύκτης μπορεί να περιλαμβάνει: μια δίοδο ροής ψυκτικού μέσου η οποία επιτρέπει τη ροή ενός ψυκτικού μέσου για την ψύξη του στοχευόμενου αερίου και μια ρυθμιστική βαλβίδα που παρέχεται στη δίοδο ροής ψυκτικού μέσου για τη ρύθμιση μιας παροχής του ψυκτικού μέσου. Η μέθοδος μπορεί να περιλαμβάνει τον έλεγχο του βαθμού ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας ώστε να διατηρείται η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη εντός ενός προκαθορισμένου εύρους.

[0062] Στην προαναφερθείσα διαμόρφωση, το στοχευόμενο αέριο παρέχεται στον προορισμό στην κατάσταση στην οποία ο μονωτής θερμότητας καταστέλλει την έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο που έχει τη θερμοκρασία που έχει ρυθμιστεί από τον ψύκτη. Με αυτό τον τρόπο, η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου διατηρείται εντός του εύρους θερμοκρασιών που είναι προτιμώμενο για τη γεννήτρια ή τη μηχανή εσωτερικής καύσης.

[0063] Σε μια μέθοδο ελέγχου της μονάδας συμπιεστή με την προαναφερθείσα διαμόρφωση, ο βαθμός ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας μπορεί να ελέγχεται ώστε η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου να εμπίπτει εντός του εύρους από 30 °C έως 60 °C.

[0064] Στην προαναφερθείσα διαμόρφωση, ο μονωτής θερμότητας καταστέλλει την έκλυση θερμότητας από το στοχευόμενο αέριο. Ανάλογα, το στοχευόμενο αέριο του οποίου η θερμοκρασία εμπίπτει εντός του εύρους θερμοκρασιών από 30 °C έως 60 °C χάρη στη ρύθμιση του βαθμού ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας παρέχεται στον προορισμό διατηρώντας ταυτόχρονα τη θερμοκρασία εντός του εύρους θερμοκρασιών.

Δυνατότητα βιομηχανικής εφαρμογής

[0065] Οι τεχνικές που περιγράφονται σε σχέση με τις υλοποιήσεις έχουν κατά προτίμηση δυνατότητα εφαρμογής σε μια μονάδα συμπιεστή που παρέχεται σε ένα πλοίο.

Claims

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1. Μια μονάδα συμπιεστή για χρήση σε ένα πλοίο για τη συμπίεση ενός στοχευόμενου αερίου το οποίο είναι ένα αέριο εξάτμισης και αναρροφάται από μια δεξαμενή αποθήκευσης LNG που παρέχεται στο πλοίο, με τη μονάδα συμπιεστή να περιλαμβάνει:

ένα πλήθος σταδίων συμπίεσης για την αλληλοδιάδοχη αύξηση της πίεσης του στοχευόμενου αερίου, με κάθε στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης να έχει ένα έμβολο,

ένα μηχανισμό στροφαλοφόρου άξονα ο οποίος κινεί τα έμβολα,

έναν ψύκτη ο οποίος ψύχει το στοχευόμενο αέριο που εκκενώνεται από ένα στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης,

μια δίοδο μεταφοράς η οποία μεταφέρει το στοχευόμενο αέριο που ψύχεται από τον ψύκτη σε μια γεννήτρια ή μια μηχανή εσωτερικής καύσης η οποία ζητά το στοχευόμενο αέριο, και

έναν μονωτή θερμότητας που παρέχεται στη δίοδο μεταφοράς, όπου

ο ψύκτης είναι τοποθετημένος σε μια δίοδο σύνδεσης σταδίων η οποία επιτρέπει τη ροή του στοχευόμενου αερίου από το ένα στάδιο συμπίεσης στο επόμενο στάδιο συμπίεσης, η δίοδος μεταφοράς διακλαδώνεται από τη δίοδο σύνδεσης σταδίων σε μια θέση διακλάδωσης κατάντη του ψύκτη, και

η δίοδος σύνδεσης σταδίων διαθέτει έναν άλλο μονωτή θερμότητας σε ένα πρώτο τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη έως τη θέση διακλάδωσης.

2. Μια μονάδα συμπιεστή για χρήση σε ένα πλοίο για τη συμπίεση ενός στοχευόμενου αερίου το οποίο είναι ένα αέριο εξάτμισης και αναρροφάται από μια δεξαμενή αποθήκευσης LNG που παρέχεται στο πλοίο, με τη μονάδα συμπιεστή να περιλαμβάνει:

έναν ψύκτη ο οποίος ψύχει το στοχευόμενο αέριο που εκκενώνεται από το τελευταίο στάδιο από το πλήθος των σταδίων συμπίεσης,

έναν μονωτή θερμότητας που παρέχεται επάνω στη δίοδο μεταφοράς.

3. Μια μονάδα συμπιεστή σύμφωνα με την αξίωση 1, όπου

η δίοδος σύνδεσης σταδίων περιλαμβάνει ένα δεύτερο τμήμα το οποίο εκτείνεται από τη θέση διακλάδωσης της διόδου μεταφοράς στη δίοδο σύνδεσης σταδίων έως το επόμενο στάδιο συμπίεσης και είναι μεγαλύτερο από το πρώτο τμήμα που εκτείνεται από τον ψύκτη έως τη θέση διακλάδωσης.

4. Μια μονάδα συμπιεστή σύμφωνα με την αξίωση 3, όπου

το δεύτερο τμήμα είναι ένα μη μονωμένο τμήμα που δεν έχει κάποιο μονωτή θερμότητας.

5. Μια μέθοδος ελέγχου μιας μονάδας συμπιεστή σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 1 έως 4, όπου ο ψύκτης περιλαμβάνει: μια δίοδο ροής ψυκτικού μέσου η οποία επιτρέπει τη ροή ενός ψυκτικού μέσου για την ψύξη του στοχευόμενου αερίου και μια ρυθμιστική βαλβίδα που παρέχεται στη δίοδο ροής ψυκτικού μέσου για τη ρύθμιση της παροχής του ψυκτικού μέσου, με τη μέθοδο να περιλαμβάνει:

τον έλεγχο του βαθμού ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας ώστε να διατηρείται η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου που έχει εκρεύσει από τον ψύκτη εντός ενός προκαθορισμένου εύρους.

6. Η μέθοδος σύμφωνα με την αξίωση 5, όπου

ο βαθμός ανοίγματος της ρυθμιστικής βαλβίδας ελέγχεται ώστε η θερμοκρασία του στοχευόμενου αερίου να εμπίπτει εντός ενός εύρους από 30 °C έως 60 °C.