NL1026243C1 - Gas compressor. - Google Patents

Description

I

Gas compressor

De uitvinding heeft betrekking op een hydraulisch aangedreven gas compressor, ' ' welke een pomp omvat voor de vloeistofverplaatsing, waarmee door de vloeistofbeweging ; 5 variabel volume wordt verkregen in een enerzijds door de vloeistof afgesloten reservoir, en anderzijds een door middel van een over- en onderdrukventiel met daarop aangesloten leidingennet, met het doel om een gas vanuit een reservoir met een lage druk te verplaatsen naar een reservoir met een hogere druk.

Dergelijke systemen zijn bekend, en omvatten meestal een cilindervormig reservoir 10 met daarin een nagenoeg afsluitende plunjer of zuiger welke beweegt in de cilinder, en waarmee het volume in de cilinder tijdens een compressieslag kan worden verkleind, waarbij de druk in de cilinder zal worden verhoogd, respectievelijk het volume kan worden vergroot, waarbij de druk in de cilinder zal worden verlaagd. Doordat de cilinder verder is afgesloten, maar ventielaansluitingen omvat waarmee gas kan worden afgeblazen tijdens een 15 drukverhoging, respectievelijk gas kan worden ingenomen tijdens de drukverlaging, is sprake van een pompwerking waarmee een vloeistof of gas kan worden verplaatst.

De plunjer of zuiger kan worden bewogen doen’ deze te koppelen aan een rotatiemotor, via een krukas en stoterstang, waarbij de rotatiemotor, elektrisch, pneumatisch, hydraulisch of door middel van een verbranding wordt aangedreven. Bekend bij dit type 20 compressoren is, dat een overmaat aan vloeistof in de voor het gas bestemde ruimte, bij voorbeeld als gevolg van condensvorming, de goede werking van deze compressoren ernstig bemoeilijken.

Doordat vloeistof niet samendrukbaar is, kan bovendien directe schade ontstaan, maar ook kan de vloeistof indirect schade veroorzaken, zoals corrosievorming, of overmatige 25 slijtage doordat de smering wordt verstoord.

Voor nagenoeg verzadigde gassen zijn compressoren van dit type derhalve niet goed bruikbaar, mits de conditie van dit gas wordt verbeterd door bijvoorbeeld verlaging van het vochtgehalte. Eerst wanneer het dauwpunt wordt verlaagd, is de compressor in staat om het gas te verwerken. Dergelijke problemen komen onder meer voor bij grote 30 verwarm ingsinstallaties gecombineerd met warmteopslag, zoals deze worden toegepast in de glastuinbouw. In grote warmteopslagtanks wordt water verwarmd tijdens het verbranden van gas. Het restproduct C02 uit deze verbranding is nodig voor de bemesting met C02 van de gewassen. De warmte wordt aan de warmteopslagtanks onttrokken gedurende de rest van de dag, om ter verwarming van de kassen. De veranderingen ten gevolge van de temperatuur 35 veroorzaken een volumeverandering van de totale waterinhoud. Om deze volumeverandering 1026243 ! ' 2 op te kunnen vangen, wordt in de meeste gevallen een expansieruimte geïntegreerd in de warmteopslagtank.

Ter voorkoming van corrosie wordt een inert gas in stand gehouden boven in deze expansieruimte van de warmteopslagtank. Omdat de druk niet te veel mag veranderen, zal 5 een compressor van het type volgens de uitvinding goed in staat zijn om dit inerte gas in geval van een drukstijging tijdens verwarming van het water in de warmteopslagtank tijdelijk te comprimeren in een hiervoor toe te passen drukvat Omdat dit inerte gas nagenoeg geheel is verzadigd met waterdamp, zal vrijwel direct het dauwpunt worden overschreden en veel condens vrijkomen in de compressor. In tegenstelling tot de bekende compressoren, is 10 de compressor volgens de uitvinding bijzonder geschikt voor deze taak, omdat het vrijkomen van condens gecontroleerd kan worden afgevoerd, en totaal geen verstoring geeft van de werking van de compressor.

Wanneer de temperatuur in de warmteopslagtank daalt en het volume vermindert, zal de druk daarmee dalen. Nu kan het inerte gas op eenvoudige wijze vanuit het drukvat waar een 15 hogere druk heerst worden afgeblazen naar de warmteopslagtank. Hierdoor kan de gasdruk in de warmteopslagtank nagenoeg constant gehouden worden.

De compressor volgens de uitvinding is niet uitgevoerd met plunjers of zuigers, zoals bij de in de bekende hiervoor genoemde compressoren.

De volumeverandering in de compressor wordt volgens de uitvinding verkregen door het 20 wijzigen van de vloeistofspiegel in de cilinder. Net als bij een met plunjer of zuiger uitgevoerde compressor wordt de gasstroom geregeld door middel van ventielen en leidingen.

Het rechtstreeks gebruikmaken van een vloeistof als drijfmiddel voor de compressie- of zuigslag, heeft als voordeel dat er buiten de ventielen geen bewegende delen worden 25 gebruikt in de cilinder, welke zouden kunnen beschadigen in geval van overmatig vocht in het gas.

Bij voorkeur wordt een vloeistof toegepast, welke gelijk is aan de vloeistof welke vrijkomt tijdens het afkoelen en/of comprimeren van het gas.

In veel gevallen zal dit water betreffen, waardoor we bij de verdere uitwerking zullen 30 spreken van water als condens uit het gas, of als vloeistof nodig voor de hydraulische werking.

Doordat de uitvinding voorziet in een gecontroleerde niveaubewaking, kan een overmaat aan condens worden afgevoerd, dan wel een tekort aan vloeistof worden gesuppleerd.

Voorts voorziet de uitvinding in een pomp, bij voorkeur van het type centrifugaalpomp, 35 welke geschakeld of continu kan draaien. Deze pomp is op een wijze aangesloten tussen ten 1026243___ 3 minste twee reservoirs. Een reservoir dat dient als buffer voor de vloeistof, hierna te noemen bufferreservoir, en een reservoir van waaruit het gas wordt verplaatst, hierna te noemen compressieruimte. De vloeistofstroom tussen de reservoirs kan onafhankelijk van de pomp met behulp van in het leidingennet opgenomen ventielen worden veranderd. Wanneer een 5 pomp zelf van stromingsrichting kan veranderen, zijn deze ventiel niet nodig.

Hierdoor zal de pomp vloeistof vanuit het bufferreservoir persen naar compressieruimte, waar dientengevolge het gas wordt gecomprimeerd tot een hogere druk is verkregen.

Het gas zal vanuit deze hogere druk worden doorgelaten door middel van een uitlaatventiel. Omgekeerd zal de pomp vloeistof vanuit de compressieruimte pompen naar het 10 bufferreservoir, tot een lage druk wordt verkregen in de cilinder, en uiteindelijk gas kan worden aangezogen via het inlaatventiel.

Het bufferreservoir bevat voldoende vloeistof, om het hydraulische proces goed te doen verlopen. Er zal bij voorkeur naar moeten worden gestreefd naar een gesloten bufferreservoir, te voorzien van een gasruimte. Dit bufferreservoir zal daarbij zo moeten 15 worden gedimensioneerd, dat er een druk heerst welke een gemiddelde is van de hoogste persdruk en de laagste aanzuigdruk in de compressieruimte, en waarbij dit gemiddelde minimaal wijzigt gedurende de vloeistofbewegingen. Een hiervoor te realiseren voordruk in de gasruimte is nodig om de benodigde elasticiteit te verkrijgen. Het voordeel hiervan is, dat het pompvermogen relatief laag gehouden kan worden, omdat slechts de halve druk behoeft 20 te worden overwonnen met deze pomp.

Als bufferreservoir kan eenvoudig een door een membraan gescheiden expansievat worden gekozen. Uiteraard kan een bufferreservoir als open reservoir worden uitgevoerd. De pomp zal in dit geval het volle drukverschil moeten kunnen overbruggen.

Om de slaglengte van de vloeistof in de compressieruimte nauwkeurig te bepalen, zijn 25 detectiemiddelen aangebracht. Met deze detectiemiddelen wordt de maximale hoogte en het laagste punt in de cilinder vastgelegd, waarop de vloeistofrichting telkens moet worden gewijzigd.

Ook in het bufferreservoir zijn bij voorkeur detectiemiddelen aanwezig, om het minimale en/of maximale niveau te bewaken. Bij een te hoog niveau wordt een overschot aan vloeistof 30 afgevoerd, en een te laag niveau zal aanleiding zijn voor suppletie van het vloeistoflekort. Deze correcties van het niveau vinden, al dan niet aangestuurd vanuit detectiemiddelen, bij voorkeur automatisch plaats.

1026243 4

In figuur 1 is een vereenvoudigde werking van een uitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven.

Te zien is hoe de ventielen zo zijn geschakeld, dat het gas in de compressieruimte, dat een moment hiervoor was aangezogen, wordt gecomprimeerd. Vanuit de bufferruimte wordt 5 hiervoor vloeistof gepompt naar de compressieruimte. Wanneer de druk voldoende hoog is, zal dit gas uit de compressieruimte worden gepost.

In figuur 2 is dezelfde uitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven van figuur 1, echter nu zijn de ventielen zo geschakeld, dat het nieuw gas in de compressieruimte wordt 10 aangezogen. De vloeistof wordt hiervoor nu vanuit de compressieruimte naar de bufferruimte gepompt

In figuur 3 is een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding te zien. Volgens deze uitvoeringsvorm wondt gebruik gemaakt van twee compressieruimten, waarbij de vloeistof 15 tussen de twee compressieruimten wordt uitgewisseld. Voordeel hierbij is dat de pomptijd optimaal wordt benut De compressie- en zuigslagen vinden hiervoor tegengesteld in de compressieruimten plaats. Dit principe kan worden herhaald binnen een compressor-eenheid, waardoor een continue flow is te realiseren. Het bufferreservoir dient nu nog ter controle van de benodigde vloeistof, en om kleine volumeveranderingen op te vangen.

20 Ook is te zien hoe een bufferreservoir in open verbinding kan staan met de atmosfeer.

1026243

Claims (1)

1 De conclusie conform hetgeen hiervoor in de aanvrage is vermeld, met inbegrip van de omschreven uitvoerings- en toepassingsvormen. 102624$