PT2292509E

PT2292509E - Submarine with a compactor

Info

Publication number: PT2292509E
Application number: PT10007418T
Authority: PT
Inventors: Stefan Krummrich; Alfred Mechsner; Andreas Henke; Marc Pein
Original assignee: Thyssenkrupp Marine Sys Gmbh
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2010-07-17
Publication date: 2013-07-10
Also published as: DE102009040379B3; ES2416490T3; EP2292509B1; KR101508242B1; EP2292509A3; KR20140095586A; EP2292509A2

Abstract

The submarine has a compressor (2), which has a pressure container (5,10) and a switching equipment for gas inhaling and discharging from the pressure container. A line (35,50) is provided for discharging the liquid (52). A pump is provided at the line. The liquid is supplied in or out to the pressure container.

Description

ΕΡ 2 292 509/PT DESCRIÇÃO "Submarino com um compressor" 0 invento refere-se a um submarino com um compressor. 0 documento FR 2 836 983 constitui estado da técnica.ΕΡ 2 292 509 / PT DESCRIPTION "Submarine with a compressor " The invention relates to a submarine with a compressor. FR 2 836 983 constitutes prior art.

Nos submarinos, pertence ao estado da técnica a compressão de gás como, por exemplo, do gás de escape de motores e a sua evacuação do submarino. Para a compressão de gás é também do conhecimento geral a utilização compressores, por exemplo, compressores de êmbolo. No entanto, constitui uma desvantagem o facto dos compressores deste género produzem um nivel de ruído acústico muito elevado, o qual influencia de modo negativo a assinatura de identificação do submarino.In submarines, gas compression, such as exhaust gas from engines and their evacuation from the submarine, belongs to the state of the art. For compressing gas it is also well known to use compressors, for example, piston compressors. However, it is a disadvantage that compressors of this type produce a very high level of acoustic noise, which negatively influences the submarine's identification signature.

Em especial, no que se refere ao gás de escape, existe frequentemente água que contém elevadas concentrações de dióxido de carbono. Estas elevadas concentrações na água provocam a corrosão nos compressores conhecidos.In particular, with regard to exhaust gas, there is often water containing high concentrations of carbon dioxide. These high concentrations in water cause corrosion in known compressors.

Além disso, os lubrificantes, normalmente utilizados nos compressores, por exemplo, as massas lubrificantes e os óleos podem poluir de tal modo o gás, que tais lubrificantes ao serem expulsos com o gás formam películas na água. Devido a isto, pode ser nitidamente aumentada capacidade de localização do submarino. São também problemáticos os vedantes dinâmicos utilizados nos compressores, nos quais as partes do vedante se movem relativamente entre si. Isto tem frequentemente como consequência fugas para o ambiente, podendo o ar respirável ser poluído. É, por conseguinte, um objecto do invento desenvolver um submarino aperfeiçoado relativamente a este aspecto.In addition, lubricants, commonly used in compressors, for example, greases and oils can so pollute the gas, that such lubricants when being expelled with the gas form films in the water. Because of this, submarine location capability can be sharply increased. Also problematic are the dynamic seals used in the compressors, in which the parts of the seal move relatively relative to each other. This often results in leaks to the environment, and the breathable air can be polluted. It is therefore an object of the invention to provide an improved submarine in this regard.

Este objecto é conseguido por um submarino com as características mencionadas na reivindicação 1. Os aperfeiçoamentos vantajosos do invento resultam das 2 ΕΡ 2 292 509/ΡΤ reivindicações dependentes, da descrição que se segue e dos desenhos. 0 submarino de acordo com o invento apresenta um compressor, o qual inclui, pelo menos, um reservatório de pressão rigido com meios de comutação da entrada e da saida de gás, e, pelo menos, uma abertura para líquidos numa conduta que termina no reservatório de pressão. Na conduta está prevista uma bomba, pela qual o líquido pode ser conduzido para dentro e para fora do reservatório de pressão. Deste modo, o gás que se encontra no reservatório de pressão pode ser comprimido, quando o líquido é bombeado através da conduta para dentro do reservatório de pressão. 0 líquido desloca neste caso o gás de parte do espaço interior do reservatório de pressão ocupado pelo líquido e comprime o gás. Quando do correspondente posicionamento dos meios de comutação, o ar comprimido sai do reservatório de pressão. 0 carregamento do reservatório de pressão com o gás a ser comprimido é efectuado quando o líquido é bombeado para fora do reservatório de pressão, e o líquido é liberto do espaço interior do reservatório de pressão, quando do correspondente posicionamento dos meios de comutação, o mesmo é enchido pelo gás que entra por uma entrada de gás. Os meios de comutação são, por exemplo, formados por uma válvula de retenção, instalada na entrada e na saida de gás. Assim, por exemplo, o gás pode entrar no reservatório de pressão, quando no reservatório de pressão existir uma pressão baixa em relação à fonte de gás, ligada ao reservatório de pressão por intermédio da entrada de gás. 0 gás sai, por exemplo, do reservatório de pressão quando a pressão do gás, que aumenta devido à compressão, exceder a pressão das outras partes ligadas à saida do gás.This object is achieved by a submarine having the features mentioned in claim 1. Advantageous improvements of the invention result from the dependent claims, from the following description and the drawings. The submarine according to the invention features a compressor which includes at least one rigid pressure vessel with switching means for the gas inlet and outlet and at least one opening for liquids in a conduit ending in the vessel pressure. In the conduit is provided a pump, by which liquid can be drawn in and out of the pressure vessel. In this way, the gas in the pressure vessel can be compressed as the liquid is pumped through the conduit into the pressure vessel. The liquid in this case displaces gas from part of the interior space of the pressure vessel occupied by the liquid and compresses the gas. Upon corresponding positioning of the switching means, the compressed air exits the pressure vessel. Charging of the pressure vessel with the gas to be compressed is effected when the liquid is pumped out of the pressure vessel, and the liquid is released from the interior space of the pressure vessel, upon corresponding positioning of the switching means, the same is filled by incoming gas through a gas inlet. The switching means are, for example, formed by a check valve, installed at the inlet and the gas outlet. Thus, for example, the gas may enter the pressure vessel, when in the pressure vessel there is a pressure low relative to the gas source, connected to the pressure vessel via the gas inlet. The gas exits, for example, from the pressure vessel when the pressure of the gas, which increases due to compression, exceeds the pressure of the other parts connected to the gas outlet.

Uma vez que, no submarino de acordo com o invento, a zona enchida pelo gás no espaço interior do reservatório de pressão não está delimitada por um êmbolo mas sim por um líquido, conduzido de modo silencioso, o compressor não aumenta a assinatura de identificação acústica do submarino. Além disso, quanto ao compressor do submarino de acordo com o invento, não existe o risco de descarregar lubrificantes com o gás comprimido, uma vez que os lubrificantes são dispensáveis neste compressor. Uma vez que, além disso, no 3 ΕΡ 2 292 509/ΡΤ submarino de acordo com o invento não são necessários vedantes dinâmicos, a pureza do ar respirável está sempre garantida. De modo vantajoso, o reservatório ou os reservatórios de pressão do submarino, de acordo com o invento, podem além disso ser livremente configurados quanto à sua forma e serem adaptados de modo adequado aos requisitos particulares do submarino.Since in the submarine according to the invention the zone filled by the gas in the interior space of the pressure vessel is not delimited by a piston but by a quietly driven liquid the compressor does not increase the acoustic identification signature of the submarine. Moreover, as for the submarine compressor according to the invention, there is no risk of discharging lubricants with the compressed gas, since the lubricants are dispensable in this compressor. Since, in addition, no dynamic seals are required in the submarine according to the invention, the purity of the breathable air is always guaranteed. Advantageously, the submarine pressure vessel or reservoirs according to the invention may furthermore be freely configurable in shape and suitably adapted to the particular requirements of the submarine.

De preferência, o compressor no submarino apresenta, pelo menos, um segundo reservatório de pressão rigido, o qual está ligado, pelo menos, por intermédio de uma das condutas ao primeiro reservatório de pressão. Neste desenvolvimento, o líquido é conduzido, por exemplo, num primeiro ciclo de compressão, do segundo reservatório de pressão para o primeiro reservatório de pressão, em que o líquido retirado do segundo reservatório de pressão liberta espaço adicional no segundo reservatório de pressão para o carregamento com gás. 0 gás que se encontra no primeiro reservatório de pressão é deslocado pelo líquido introduzido e comprimido como descrito anteriormente. 0 gás comprimido é então descarregado do primeiro reservatório de pressão. Neste momento, o segundo reservatório de pressão está carregado com gás. Se a seguir, num segundo ciclo de compressão, o líquido for conduzido do primeiro reservatório de pressão para o segundo reservatório de pressão, então o gás no segundo reservatório de pressão é comprimido e simultaneamente o primeiro reservatório de pressão é carregado com gás. Neste aperfeiçoamento, o compressor é particularmente eficiente e pode ser operado, simultaneamente, com uma boa continuidade, uma vez que durante o escoamento do líquido em qualquer sentido o gás é sempre comprimido num dos reservatórios de pressão.Preferably, the compressor in the submarine has at least one second rigid pressure vessel, which is connected at least through one of the ducts to the first pressure vessel. In this development, the liquid is conducted, for example, in a first compression cycle, from the second pressure vessel to the first pressure vessel, wherein the liquid withdrawn from the second pressure vessel releases additional space in the second pressure vessel for loading with gas. The gas that is in the first pressure vessel is displaced by the introduced liquid and compressed as described above. The compressed gas is then discharged from the first pressure vessel. At this time, the second pressure vessel is charged with gas. If, in a second compression cycle, the liquid is then drawn from the first pressure vessel into the second pressure vessel, then the gas in the second pressure vessel is compressed and simultaneously the first pressure vessel is charged with gas. In this improvement, the compressor is particularly efficient and can be operated simultaneously with a good continuity, since during the flow of the liquid in any direction the gas is always compressed in one of the pressure vessels.

Mais de preferência, no submarino o líquido é um líquido de refrigeração de um circuito de refrigeração do submarino. Deste modo é possível dissipar o calor gerado pela compressão do gás. 0 gás é, de modo adequado, comprimido de modo isotérmico. Neste caso, o compressor pode ser operado com uma eficiência energética extrema.More preferably, in the submarine the liquid is a coolant of a refrigeration circuit of the submarine. In this way it is possible to dissipate the heat generated by the compression of the gas. The gas is suitably compressed isothermally. In this case, the compressor can be operated with extreme energy efficiency.

No submarino estão, de modo vantajoso, previstas duas condutas para a condução do líquido apenas num sentido. Por 4 ΕΡ 2 292 509/ΡΤ exemplo, podem estar previstos no compressor dois reservatórios de pressão, estando prevista uma primeira conduta para a condução do liquido do primeiro reservatório de pressão para o segundo reservatório de pressão e uma segunda conduta para a condução do liquido do segundo reservatório de pressão para o primeiro reservatório de pressão. De modo vantajoso, os sentidos de condução são definidos por válvulas de retenção. De modo vantajoso, o sentido de escoamento de uma ou de várias bombas, instaladas nas condutas, está adaptado ao sentido de escoamento previsto nas condutas.Advantageously, two conduits are provided in the submarine to conduct the liquid in only one direction. For example, two pressure reservoirs may be provided in the compressor, a first conduit is provided for conducting the liquid from the first pressure reservoir to the second pressure reservoir and a second conduit for conducting the liquid of the second pressure vessel to the first pressure vessel. Advantageously, the driving directions are defined by check valves. Advantageously, the flow direction of one or more pumps, installed in the conduits, is adapted to the direction of flow provided in the conduits.

Num aperfeiçoamento preferido existem, pelo menos, duas condutas espaçadas verticalmente que conduzem para um reservatório de pressão. Assim, por intermédio de uma conduta o liquido pode ser conduzido adequadamente para fora do reservatório de pressão, a qual termina mais em baixo no reservatório de pressão. De preferência uma das condutas termina acima de um nivel máximo do liquido no reservatório de pressão no mesmo, enquanto uma outra conduta termina abaixo de um nivel minimo do liquido no reservatório de pressão no mesmo. De preferência, está instalado na conduta que termina na zona superior do reservatório de pressão, um permutador de calor do circuito de refrigeração do submarino. Em particular, o líquido é injectado ou pulverizado para dentro do reservatório de pressão. Neste aperfeiçoamento do invento, o calor, gerado durante a compressão do gás, é dissipado com particular eficiência e é, por exemplo, atingida uma compressão praticamente isotérmica do gás.In a preferred embodiment there are at least two vertically spaced conduits leading to a pressure vessel. Thus, by means of a conduit the liquid can be suitably drawn out of the pressure vessel, which ends further down in the pressure vessel. Preferably one of the conduits ends above a maximum level of the liquid in the pressure reservoir therein, while another conduit ends below a minimum level of the liquid in the pressure reservoir therein. Preferably, a heat exchanger in the subcooling circuit is installed in the conduit terminating in the upper zone of the pressure vessel. In particular, the liquid is injected or sprayed into the pressure vessel. In this improvement of the invention, the heat generated during gas compression is dissipated with particular efficiency and, for example, practically isothermal gas compression is achieved.

De modo vantajoso, no submarino de acordo com o invento, pelo menos, duas condutas apresentam uma secção de conduta comum, em que a bomba é instalada na secção de conduta comum, em que as válvulas de retenção são instaladas a jusante e a montante da secção de conduta comum. Deste modo o líquido pode ser conduzido por várias condutas por meio de uma única bomba. Em particular, em compressores com dois reservatórios de pressão o líquido pode, num primeiro ciclo de compressão, ser conduzido de um primeiro reservatório de pressão, através de uma das condutas, com a secção de conduta comum, para um segundo reservatório de pressão e, num segundo ciclo de compressão ser conduzido, através de uma segunda conduta, com 5 ΕΡ 2 292 509/ΡΤ a secção comum, do segundo reservatório de pressão para o primeiro reservatório de pressão. Neste caso a integração da secção de conduta comum efectua-se de modo apropriado nas duas condutas, de modo que a bomba durante ambos os ciclos de compressão pode ser operada nos dois sentidos de escoamento.Advantageously, in the underwater according to the invention, at least two conduits have a common conduit section, wherein the pump is installed in the common conduit section, wherein the check valves are installed downstream and upstream of the common conduct section. In this way the liquid can be driven by several conduits by means of a single pump. In particular, in compressors with two pressure reservoirs the liquid may, in a first compression cycle, be led from a first pressure reservoir through one of the conduits with the common conduit section to a second pressure reservoir and, in a second compression cycle, the common section of the second pressure vessel into the first pressure vessel is conveyed through a second conduit with 5 ΕΡ 2 292 509 / ΡΤ. In this case the integration of the common conduit section is suitably effected in the two conduits, so that the pump during both compression cycles can be operated in both directions of flow.

De modo particularmente preferido, o compressor neste submarino compreende dois ou mais reservatórios de pressão, os quais são conformados e/ou dispostos de tal modo que o centro de gravidade do líquido e/ou do compressor, durante o escoamento do líquido permanece inalterado. Neste aperfeiçoamento do invento, durante o funcionamento do compressor, não é portanto necessário compensar as alterações do centro de gravidade do compressor por intermédio de instalações complementares do submarino, por exemplo, por intermédio de células de regularização. Em vez disso, o compressor tem, por si só, também um centro de gravidade neutro.Particularly preferably, the compressor in this submarine comprises two or more pressure vessels, which are shaped and / or arranged such that the center of gravity of the liquid and / or compressor during the flow of the liquid remains unchanged. In this improvement of the invention, during the operation of the compressor, it is not therefore necessary to compensate for changes in the center of gravity of the compressor by means of supplementary installations of the submarine, for example by means of regulating cells. Instead, the compressor itself has also a neutral center of gravity.

De modo vantajoso, para este efeito um primeiro reservatório de pressão envolve completamente um segundo reservatório de pressão, ao qual está ligado. Por exemplo, o primeiro e o segundo reservatório de pressão são configurados essencialmente de forma cilíndrica. De preferência o segundo reservatório de pressão apresenta a forma de um cilindro circular recto com um eixo vertical, enquanto o primeiro reservatório de pressão apresenta a secção transversal de um anel circular, que envolve de modo concêntrico o segundo reservatório de pressão. Se líquido for agora conduzido do primeiro reservatório de pressão para o segundo reservatório de pressão ou do segundo reservatório de pressão para o primeiro reservatório de pressão, não é então alterado o componente local horizontal do centro de gravidade. De preferência, o primeiro e o segundo reservatório de pressão apresentam secções transversais com a mesma área de secção transversal. Neste aperfeiçoamento do invento também o componente local vertical do centro de gravidade não se altera durante o escoamento do líquido.Advantageously, for this purpose a first pressure reservoir completely surrounds a second pressure reservoir, to which it is connected. For example, the first and second pressure reservoirs are configured essentially cylindrically. Preferably the second pressure vessel is in the form of a straight circular cylinder with a vertical axis, while the first pressure vessel has the cross section of a circular ring concentrically surrounding the second pressure vessel. If liquid is now conducted from the first pressure reservoir to the second pressure reservoir or the second pressure reservoir to the first pressure reservoir, the horizontal horizontal component of the center of gravity is not altered. Preferably, the first and second pressure reservoirs have cross sections with the same cross-sectional area. In this improvement of the invention also the vertical local component of the center of gravity does not change during the flow of the liquid.

Numa outra configuração preferida, pelo menos, os dois reservatórios de pressão do compressor do submarino, de acordo com o invento, envolvem horizontalmente um 6In another preferred embodiment, at least the two pressure vessels of the submarine compressor according to the invention horizontally enclose a pressure vessel 6

ΕΡ 2 292 509/PT reservatório de pressão central, ao qual estão respectivamente ligados. De modo apropriado, os reservatórios de pressão que envolvem o reservatório de pressão central apresentam, respectivamente, uma forma cilíndrica com uma área de secção transversal horizontal de igual dimensão e estão uniformemente distribuídos num círculo em torno do reservatório de pressão central. Também neste caso não se altera o componente local horizontal do centro de gravidade, quando o líquido se escoa dos reservatórios de pressão circundantes para o reservatório de pressão central ou do reservatório de pressão central para os reservatórios de pressão circundantes. Se os reservatórios circundantes apresentarem em conjunto uma área da secção transversal igual à do reservatório de pressão central, então durante o funcionamento do compressor além disso também não se altera o componente local perpendicular do centro de gravidade.ΕΡ 2 292 509 / PT, to which they are respectively connected. The pressure reservoirs surrounding the central pressure vessel are respectively cylindrical in shape with a horizontal cross-sectional area of equal size and uniformly distributed in a circle around the central pressure vessel. Also in this case the horizontal local component of the center of gravity is not changed as the liquid flows from the surrounding pressure reservoirs to the central pressure vessel or the central pressure vessel to the surrounding pressure vessels. If the surrounding shells together have a cross-sectional area equal to that of the central pressure vessel, then during the operation of the compressor the local component perpendicular to the center of gravity also does not change.

Em alternativa ou adicionalmente, o compressor do submarino, de acordo com o invento, apresenta, pelo menos, dois pares de reservatórios de pressão, respectivamente, ligados, cujas alterações individuais do centro de gravidade se compensam durante o funcionamento do compressor. O compressor compreende, por exemplo, um par de reservatórios de pressão, os quais estão instalados lado a lado num primeiro eixo horizontal. Se agora num ciclo de compressão o líquido for conduzido de um reservatório de pressão direito, instalado neste eixo para o reservatório de pressão esquerdo, então quanto a este primeiro par de reservatórios de pressão o centro de gravidade movimenta-se apenas ao longo do primeiro eixo para a esquerda. Num segundo par de reservatórios de pressão, os reservatórios de pressão estão instalados lado a lado num segundo eixo, o qual se prolonga paralelamente em relação ao primeiro eixo. Os reservatórios de pressão do segundo par apresentam, neste caso, uma secção transversal, a qual tem uma área igual à do primeiro par. No ciclo de compressão, anteriormente descrito, o líquido escoa-se para a direita num segundo par ao longo do segundo eixo. Quanto ao segundo par o centro de gravidade consequentemente apenas se move ao longo do segundo eixo para a direita. O centro de gravidade comum dos dois pares de reservatórios de pressão e portanto consequentemente do compressor é correspondentemente mantido durante os ciclos de compressão 7 ΕΡ 2 292 509/ΡΤ seguintes. De preferência os reservatórios de pressão de, pelo menos, dois pares estão dispostos ao longo de um eixo comum.Alternatively or additionally, the submarine compressor according to the invention has at least two pairs of respectively connected pressure vessels whose individual changes in the center of gravity are compensated during the operation of the compressor. The compressor comprises, for example, a pair of pressure reservoirs, which are installed side by side on a first horizontal axis. If now in a compression cycle the liquid is drawn from a right pressure reservoir, installed on this axis to the left pressure reservoir, then for this first pair of pressure reservoirs the center of gravity only moves along the first axis to the left. In a second pair of pressure reservoirs, the pressure reservoirs are installed side by side on a second axis, which extends parallel to the first axis. The pressure reservoirs of the second pair in this case have a cross-section, which has an area equal to that of the first pair. In the above-described compression cycle, the liquid flows to the right in a second pair along the second axis. As for the second pair the center of gravity consequently only moves along the second axis to the right. The common center of gravity of the two pairs of pressure reservoirs and hence consequently of the compressor is correspondingly maintained during the following compression cycles 7 ΕΡ 2 292 509 / ΡΤ. Preferably the pressure reservoirs of at least two pairs are disposed along a common axis.

De modo vantajoso, o compressor do submarino de acordo com o invento, apresenta, pelo menos, duas bombas que são accionadas de modo síncrono, em que o compressor está concebido para o funcionamento síncrono das bombas. Deste modo os ciclos de compressão individuais estão ligados, em particular, no exemplo de realização descrito anteriormente, dos vários pares de reservatórios de pressão, podendo, no que se refere à neutralidade do centro de gravidade, serem coordenados entre si. Em configurações, nas quais os vários reservatórios de pressão também envolvem horizontalmente um reservatório de pressão central, é possível garantir um funcionamento do compressor com um centro de gravidade neutro por intermédio de bombas accionadas de modo síncrono. De preferência, no submarino de acordo com o invento, o ou os reservatórios de pressão estão, respectivamente, instalados entre o cavername do submarino.Advantageously, the submarine compressor according to the invention has at least two pumps which are driven in a synchronous manner, wherein the compressor is designed for the synchronous operation of the pumps. In this way the individual compression cycles are connected, in particular, in the example described above, of the various pairs of pressure vessels, which can be coordinated with respect to the neutrality of the center of gravity. In configurations in which the various pressure vessels also horizontally surround a central pressure vessel, it is possible to ensure that the compressor operates with a neutral center of gravity by means of synchronously driven pumps. Preferably, in the submarine according to the invention, the pressure vessel or reservoirs are respectively installed between the cavern of the submarine.

Em princípio, no submarino de acordo com o invento, os reservatórios de pressão podem ser configurados de qualquer forma. De modo conveniente, os reservatórios de pressão estão adaptados aos requisitos de espaço do submarino, por exemplo, para aproveitar um espaço livre existente. 0 invento é explicado a seguir com mais pormenor com base de exemplos de realização, mostrados nas figuras. Nos desenhos: a Fig. 1 é um diagrama de blocos de um compressor de um submarino de acordo com o invento, a Fig. 2 é uma representação em perspectiva de uma disposição espacial de quatro reservatórios de pressão de um compressor em funcionamento com um centro de gravidade neutro, num submarino de acordo com o invento, a Fig. 3 é uma vista de cima da disposição dos reservatórios de pressão da Fig. 2, 8 ΕΡ 2 292 509/ΡΤ a Fig. 4 é uma vista lateral de uma disposição alternativa de quatro reservatórios de pressão de um compressor de um submarino de acordo com o invento, e a Fig. 5 é uma vista de cima de uma disposição de acordo com a Fig. 4. 0 compressor 2 de acordo com a Fig. 1 do submarino de acordo com o invento apresenta dois reservatórios de pressão 5, 10. Os dois reservatórios de pressão 5, 10 estão instalados à mesma altura e apresentam essencialmente uma forma cilíndrica circular com áreas em secção transversal idênticas.In principle, in the submarine according to the invention, the pressure vessels can be configured in any way. Conveniently, the pressure vessels are adapted to the space requirements of the submarine, for example to take advantage of an existing free space. The invention is explained in more detail below with reference to embodiments shown in the figures. In the drawings: Fig. 1 is a block diagram of a compressor of a submarine according to the invention, Fig. 2 is a perspective representation of a spatial arrangement of four pressure vessels of a compressor operating with a center of neutral gravity in a submarine according to the invention, Fig. 3 is a top view of the arrangement of the pressure reservoirs of Fig. 2, Fig. 4 is a side view of an arrangement alternative of four pressure vessels of a compressor of a submarine according to the invention, and Fig. 5 is a top view of an arrangement according to Fig. 4. The compressor 2 according to Fig. 1 of Fig. submarine according to the invention has two pressure tanks 5, 10. The two pressure tanks 5, 10 are installed at the same height and have essentially a circular cylindrical shape with identical cross-sectional areas.

Os dois reservatórios de pressão 5, 10 estão equipados com meios de comutação para a entrada e a saída de gás, em condutas de entrada de gás 15 e condutas de saída de gás 25 dos reservatórios de pressão 5, 10. Os meios de comutação são realizados por válvulas de retenção 20. Se uma fonte de gás alimentar as condutas de gás 15, por exemplo, uma parte que faz a emissão de gás de um motor do submarino, exceder a pressão do gás que se encontra no reservatório de pressão 5, 10, o gás entra da válvula de retenção 20, pela conduta de entrada de gás 15 para dentro do reservatório de pressão 5, 10. 0 gás é descarregado do reservatório de pressão através da conduta de gás 25, se a pressão de gás nos reservatórios de pressão 5, 10 exceder a pressão de gás nos separadores de líquido 30, ligados, respectivamente, aos reservatórios de pressão 5, 10. Neste caso o gás passa dos reservatórios de pressão 5, 10 pelas válvulas de retenção 20 na conduta de saída de gás 25. O reservatório de pressão 5 mostrado na Fig. 1 está ligado ao reservatório de pressão direito 10 por meio de uma primeira conduta 35, a qual termina num lado inferior esquerdo 40 do reservatório de pressão 5 e entra num lado superior direito 45 do reservatório de pressão 10. Os reservatórios de pressão 5, 10 estão, além disso, ligados por intermédio de uma segunda conduta 50, a qual termina num lado inferior direito 40 do reservatório de pressão 10 e termina num lado superior esquerdo do reservatório de pressão 5. 9 ΕΡ 2 292 509/ΡΤThe two pressure vessels 5, 10 are provided with switching means for the gas inlet and outlet, in gas inlet conduits 15 and gas outlet ducts 25 in the pressure vessels 5, 10. The switching means are made by check valves 20. If a gas source feeds gas conduits 15, for example a gas emitting portion of a submarine engine, exceeds the gas pressure that is in the pressure reservoir 5, 10, the gas enters the check valve 20, through the gas inlet conduit 15 into the pressure reservoir 5, 10. The gas is discharged from the pressure reservoir through the gas conduit 25, if the gas pressure in the reservoirs of pressure 5, 10 exceeds the gas pressure in the liquid separators 30, respectively connected to the pressure reservoirs 5, 10. In this case the gas passes from the pressure reservoirs 5, 10 by the check valves 20 in the conduit The pressure reservoir 5 shown in Fig. 1 is connected to the right pressure reservoir 10 by means of a first conduit 35 which terminates in a lower left side 40 of the pressure reservoir 5 and enters an upper side right side 45 of the pressure vessel 10. The pressure vessels 5, 10 are further connected by means of a second conduit 50 which terminates in a lower right side 40 of the pressure vessel 10 and terminates in a left upper side of the vessel pressure 5 9 ΕΡ 2 292 509 / ΡΤ

Quanto ao compressor 2, o líquido 52 é conduzido num primeiro ciclo de compressão através da conduta 35 do reservatório de pressão esquerdo 5 para o reservatório de pressão direito 10, de modo que o gás que se encontra no reservatório de pressão direito 10 é deslocado pela subida do nível de líquido, de um nível mínimo Lo para um nível máximo Hi, sendo comprimido na parte restante do reservatório de pressão direito 10. A pressão no reservatório de pressão direito 10 sobe neste caso de tal modo que a pressão abre a válvula de retenção 20 na conduta de saída de gás 25 do reservatório de pressão direito 10.As for the compressor 2, the liquid 52 is conducted in a first compression cycle through the conduit 35 of the left pressure reservoir 5 to the right pressure reservoir 10, so that the gas that is in the right pressure reservoir 10 is displaced by rise of the liquid level from a minimum level Lo to a maximum level Hi and is compressed into the remaining part of the right pressure tank 10. The pressure in the right pressure tank 10 rises in this case such that the pressure opens the valve retention 20 in the gas outlet conduit 25 of the right pressure reservoir 10.

No reservatório de pressão esquerdo 5 o nível de líquido, durante a condução do líquido 52 do reservatório de pressão 5 para o reservatório de pressão 10, desce de um nível máximo Hi para um nível mínimo Lo. Deste modo aumenta o espaço interior do reservatório de pressão esquerdo 5 que pode ser carregado com gás, sendo provocada uma depressão no seu interior, de modo que a válvula de retenção 20 na conduta de entrada de gás 15 do reservatório de pressão esquerdo 5 é aberta e o gás entra no reservatório de pressão esquerdo 5.In the left pressure reservoir 5, the liquid level, while conducting the liquid 52 from the pressure reservoir 5 to the pressure reservoir 10, drops from a maximum level Hi to a minimum level Lo. Thereby increases the interior space of the left pressure reservoir 5 which can be charged with gas, a depression is caused therein, so that the check valve 20 in the gas inlet duct 15 of the left pressure reservoir 5 is opened and the gas enters the left pressure reservoir 5.

Num segundo ciclo de compressão o líquido 52 é conduzido através da segunda conduta 50 do reservatório de pressão direito 10 para o reservatório de pressão esquerdo 5, de modo que o gás que se encontra do reservatório de pressão esquerdo 5 é comprimido. De modo semelhante, o reservatório de pressão direito 10 é carregado com gás, através da conduta de entrada de gás 15 do reservatório de pressão 10. Na sequência dos ciclos de compressão consecutivos, o gás é, portanto, comprimido alternadamente nos reservatórios de pressão 5, 10. A primeira conduta 35 e a segunda conduta 50 apresentam, neste caso, uma secção de conduta comum 55, na qual, para a condução do líquido 52 de um reservatório de pressão 5, 10 para o outro respectivo reservatório de pressão 5, 10, se encontra instalada uma bomba 60. A condução do líquido através da conduta 35, 50 é determinada pelas válvulas 65, 70 com a forma de válvulas de esfera, as quais estão dispostas a jusante e a montante da conduta comum 55 na primeira conduta 35 bem como na segunda conduta 50. Se as válvulas 65 na primeira conduta 35 forem abertas e se as válvulas 70 na 10 ΕΡ 2 292 509/ΡΤ segunda conduta 50 estiverem fechadas, então o líquido 52 é conduzido pela bomba 60 através da conduta 35 do reservatório de pressão esquerdo 5 para o reservatório de pressão direito 10.In a second compression cycle the liquid 52 is drawn through the second conduit 50 of the right pressure reservoir 10 to the left pressure reservoir 5 so that the gas in the left pressure reservoir 5 is compressed. Similarly, the right pressure reservoir 10 is charged with gas through the gas inlet conduit 15 of the pressure reservoir 10. Following the consecutive compression cycles, the gas is therefore alternately compressed in the pressure reservoirs 5 10. The first conduit 35 and the second conduit 50 in this case have a common conduit section 55, in which, for conveying the liquid 52 from a pressure reservoir 5, 10 to the other respective pressure reservoir 5, 10, a pump 60 is installed. Conduction of the liquid through the conduit 35, 50 is determined by the valves 65, 70 in the form of ball valves, which are disposed downstream and upstream of the common conduit 55 in the first conduit 35 as well as in the second conduit 50. If the valves 65 in the first conduit 35 are opened and if the valves 70 in the second conduit 50 are closed, then the liquid 52 is led by the pump 60 through the conduit 35 of the left pressure reservoir 5 to the right pressure reservoir 10.

Se no entanto as válvulas 65 estiverem fechadas e as válvulas 70 na segunda conduta 50 forem abertas, então a bomba 60 através da segunda conduta 50 conduz o líquido 52 do reservatório de pressão direito 10 para o reservatório de pressão esquerdo 5. A válvula de retenção 20 na conduta comum 55 impede neste caso um refluxo do liquido 52 no sentido contrário ao previsto de condução da bomba 60.If, however, the valves 65 are closed and the valves 70 in the second conduit 50 are opened, then the pump 60 through the second conduit 50 drives the liquid 52 from the right pressure reservoir 10 to the left pressure reservoir 5. The check valve 20 in the common conduit 55 prevents in this case a reflux of the liquid 52 in the direction opposite to the intended direction of driving of the pump 60.

No compressor 2, representado na Fig. 1, o líquido 52 conduzido pela bomba 60 é simultaneamente um líquido de refrigeração de um circuito de refrigeração do submarino. Neste caso, por intermédio de um permutador de calor 75 instalado na conduta comum 55, é dissipado o calor gerado durante a compressão do gás. O líquido arrefecido é injectado no lado superior 45 dos reservatórios 5, 10 na entrada das condutas 35, 50 para uma refrigeração eficiente do gás (os bicos de aspersão previstos para este efeito não estão representadas no desenho).In the compressor 2, shown in Fig. 1, the liquid 52 driven by the pump 60 is simultaneously a coolant of a cooling circuit of the submarine. In this case, by means of a heat exchanger 75 installed in the common conduit 55, the heat generated during the compression of the gas is dissipated. The cooled liquid is injected into the upper side 45 of the reservoirs 5, 10 at the inlet of the conduits 35, 50 for efficient gas cooling (the spray nozzles provided for this purpose are not shown in the drawing).

Além disso, está previsto um depósito 80, a partir do qual são compensadas as perdas de líquido 52. Para este efeito, o depósito 80 está ligado, através de uma válvula 82 com a forma de uma válvula de esfera, à conduta comum 55 no lado da aspiração da bomba 60 e no lado da aspiração do permutador de calor 75, bem como ao separador de líquido 30. O depósito 80 pode, quando do aparecimento de líquido 52 em excesso, admitir liquido 52 dos separadores de líquido 30, de uma secção do lado da aspiração da conduta comum 55 para o permutador de calor 75 e uma outra zona da conduta comum 55 para o lado de aspiração da bomba 60 e para o lado de pressão do permutador de calor 75.In addition, a reservoir 80 is provided from which liquid losses 52 are compensated. For this purpose, the reservoir 80 is connected through a ball valve valve 82 to the common conduit 55 on side of the suction of the pump 60 and the suction side of the heat exchanger 75 as well as the liquid separator 30. The tank 80 may, upon the appearance of excess liquid 52, admit liquid 52 of the liquid separators 30, section of the suction side of the common conduit 55 for the heat exchanger 75 and another common conduit area 55 for the suction side of the pump 60 and for the pressure side of the heat exchanger 75.

No compressor descrito anteriormente, o líquido 52 é água. O compressor está ligado com um reformador de uma instalação de células de combustível de reformador do submarino (não mostrada nos desenhos). 11 ΕΡ 2 292 509/ΡΤ A disposição, representada na Fig. 2, de quatro reservatórios 5', 10', 5'', 10'' compreende dois pares 5', 10' e 5'', 10'', os quais, como anteriormente descrito, estão ligados e são equipados, respectivamente. As disposições, representadas nas Figs. 2 a 5, podem contudo também ser realizadas independentemente do desenvolvimento acima descrito. Os quatro reservatórios de pressão 5', 10', 5'', 10'' representados na Fig. 2 estão, respectivamente, posicionados verticalmente no submarino, configurados com secções transversais cilíndricas circulares direitas com áreas iguais.In the compressor described above, the liquid 52 is water. The compressor is connected with a reformer of a submarine reformer fuel cell facility (not shown in the drawings). The arrangement shown in Fig. 2 of four reservoirs 5 ', 10', 5 ", 10" comprises two pairs 5 ', 10' and 5 ", 10", the pairs 5 ', 10', 5 '', 10 ''. which, as previously described, are connected and are respectively provided. The arrangements, shown in Figs. 2 to 5, can however also be carried out independently of the above-described development. The four pressure vessels 5 ', 10', 5 ", 10" shown in Fig. 2 are respectively positioned vertically in the submarine, configured with right circular cylindrical cross-sections with equal areas.

Os pares de reservatórios de pressão 5', 10', e 5'', 10''estão, respectivamente, ligados por condutas, que conduzem o líquido, as quais neste e nos desenhos esquemáticos seguintes estão representados como uma única conduta 85. Como mostrado nas Figs. 2 e 3, os dois pares 5', 10' e 5'', 10'' de reservatórios de pressão estão dispostos, respectivamente, ao longo de um primeiro (em baixo na Fig. 3) e de um segundo (em cima na Fig. 3) eixo horizontal. Os eixos horizontais de cada par de reservatórios de pressão 5', 10' ou 5'', 10'' correspondem, na vista de cima de acordo com a Fig. 3, à orientação das condutas 85 representadas. Os dois eixos horizontais estão orientados paralelamente entre si. A condução síncrona do liquido 52 (neste exemplo, por bombas accionadas de modo síncrono e não representadas nas Fig. 2 e 3) em sentidos de escoamento opostos, isto é, a partir do reservatório de pressão 10' para o reservatório de pressão 5' e também do reservatório de pressão 5' ' para o reservatório de pressão 10'' (ver as setas dirigidas em oposição nas Figs. 2 e 3) mantêm o centro de gravidade do compressor inalterado. O mesmo se aplica aos sentidos de escoamento opostos em relação aos sentidos das setas representadas nos ciclos de compressão seguintes.The pairs of 5 ', 10', 5 ', 10' 'pressure vessels are respectively connected by conduits leading the liquid, which in this and the following schematic drawings are shown as a single conduit 85. As shown in Figs. 2 and 3, the two pairs 5 ', 10' and 5 ", 10" of pressure vessels are arranged respectively along a first (bottom in Fig. 3) and a second Fig. 3) horizontal axis. The horizontal axes of each pair of pressure vessels 5 ', 10' or 5 ", 10" correspond, in the top view according to Fig. 3, to the orientation of the shown pipes 85. The two horizontal axes are oriented parallel to each other. The synchronous conduction of the liquid 52 (in this example by synchronously driven pumps and not shown in Figs. 2 and 3) in opposite flow directions, i.e., from the pressure reservoir 10 'to the pressure reservoir 5' and also from the pressure reservoir 5 "to the pressure reservoir 10" (see the oppositely directed arrows in Figures 2 and 3) maintains the center of gravity of the compressor unchanged. The same applies to the opposite flow directions with respect to the directions of the arrows represented in the following compression cycles.

Numa outra realização de um compressor de um submarino, de acordo com o invento, e de acordo com as Figs. 4 e 5, os dois pares de reservatórios de pressão 5', 10'; 5'', 10'' não estão apenas dispostos em eixos paralelos entre si, mas também num eixo horizontal comum, deslocados lateralmente entre si. Também neste caso, o líquido 52 é bombeado de modo síncrono entre os reservatórios de pressão 5', 10', bem como 12 ΕΡ 2 292 509/ΡΤ 5", 10'', respectivamente, um par em sentidos de escoamento opostos entre si. Esta disposição garante também um funcionamento do compressor do submarino de acordo com o invento, com um centro de gravidade neutro. É óbvio que nos exemplos de realização acima citados a forma dos reservatórios de pressão 5, 10 ou 5' , 10' e 5' ' , 10' ' pode divergir da forma descrita. Por exemplo a forma dos reservatórios de pressão 5, 10 ou 5', 10' e 5'', 10'' pode na ser adaptada aos requisitos de espaço no submarino.In another embodiment of a compressor of a submarine, according to the invention, and in accordance with Figs. 4 and 5, the two pairs of pressure reservoirs 5 ', 10'; 5 '', 10 '' are not only arranged in axes parallel to each other but also on a common horizontal axis, moved laterally to each other. Also in this case, the liquid 52 is pumped synchronously between the pressure reservoirs 5 ', 10', as well as a pair in opposite directions of flow, respectively, between 12 ΕΡ 2 292 509 / ΡΤ 5 ", 10 ", respectively. . This arrangement also guarantees operation of the submarine compressor according to the invention with a neutral center of gravity. It is obvious that in the above-mentioned embodiments the shape of the pressure vessels 5, 10 or 5 ', 10' and 5 ", 10" may diverge in the manner described. For example the shape of the pressure vessels 5, 10 or 5 ', 10' and 5 ", 10" may not be adapted to the requirements of space in the submarine.

Lista dos números de referência 2 Compressor 5, 5', 5" Reservatórios de pressão 10, 10', 10" Reservatórios de pressão 15 Conduta de entrada de gás 20 Válvula de retenção 25 Conduta de saida de gás 30 Separador de liquido 35 Primeira conduta 40 Lado inferior 45 Lado superior 50 Segunda conduta 52 Liquido 55 Secção de conduta comum 60 Bomba 65 Válvula 70 Válvula 75 Permutador de calor 80 Depósito 82 Válvula 85 Conduta Lo Nivel mínimo Hi Nível máximoList of reference numbers 2 Compressor 5, 5 ', 5 " Pressure vessels 10, 10 ', 10 " Pressure vessels 15 Gas inlet duct 20 Check valve 25 Gas outlet line 30 Liquid separator 35 First line 40 Lower line 45 Top side 50 Second line 52 Liquid 55 Common section 60 Pump 65 Valve 70 Valve 75 Exchanger of heat 80 Reservoir 82 Valve 85 Conduct Lo Minimum level Hi Maximum level

Lisboa, 2013-07-01Lisbon, 2013-07-01

Claims

(2), which comprises at least one pressure vessel (5; 5 '; 5 "; 10; 10'; 10"); , as well as switching means for the inlet and outlet of the gas from the pressure vessel (5; 5 '; 5 "; 10; 10'; 10"), a liquid (52) as well as at least one (5, 5 ', 5', 10 ', 10', 10 "), and in which there is provided a pump, with which the liquid (52) can be drawn into or out of the pressure reservoir (5; 5 '; 5 ", 10; 10'; 10").

Submarine according to claim 1, the compressor (2) of which has at least one second pressure vessel (5; 5 '; 5 "; 10; 10'; 10"), which is connected to the pressure vessel; the first pressure reservoir (5; 5 '; 5 ", 10; 10'; 10") through at least one of the conduits (35, 50, 85).

Submarine according to one of the preceding claims, in which at least two ducts (35, 50) are provided, in which the liquid (52) can be respectively driven in a single direction.

Submarine according to one of the preceding claims, wherein the liquid (52) is a coolant of a cooling circuit of the submarine.

Submarine according to one of the preceding claims, in which at least two of the pipes (35, 50) terminate in the pressure vessel (5; 5 '; 5 "; 10; 10'; 10") with a vertical spacing between them.

Submarine according to one of the preceding claims, with at least two ducts (35, 50) having a common conduit section (55), wherein the pump (60) is arranged in the common conduit section (55) and wherein the check valves (65; 70) are installed upstream and upstream of the common conduit section (55).

Submarine according to one of the preceding claims, the compressor (2) of which has two or more pressure reservoirs (5; 5 '; 5 "; 10; 10'; 10"), the ΕΡ 2 292 509 / ΡΤ Which are configured and / or arranged such that the center of gravity of the liquid 52 and / or the compressor 2 remains unchanged during the flow of the liquid 52.

A submarine according to claim 7, wherein a first pressure vessel completely envelopes a second pressure vessel, to which it is connected.

A submarine according to claim 7 or 8, wherein at least two pressure vessels horizontally enclose a central pressure vessel to which they are connected.

Submarine according to claim 7, 8 or 9, having at least two pairs of pressure vessels (5; 5 '; 5 "; 10; 10'; 10") respectively connected between yes, whose changes in the individual centers of gravity are compensated during the operation of the compressor (2).

Submarine according to one of claims 7 to 10, wherein the compressor (2) has at least two synchronously actuated pumps (60), wherein the compressor (2) is designed for the synchronous operation of the pumps (60).

Submarine according to one of the preceding claims, wherein the pressure vessel (s) (5; 5 '; 5'; 10; 10 '; 10 ") is or is arranged between the vessel cavername of the submarine.

Submarine according to one of the preceding claims, wherein the shape of the pressure vessel (s) (5; 5 '; 5 "; 10; 10'; 10") is adapted to the space available in the submarine . Lisbon, 2013-07-01