RU2336434C2 - Gas compression system - Google Patents

Gas compression system Download PDF

Info

Publication number
RU2336434C2
RU2336434C2 RU2005113866/06A RU2005113866A RU2336434C2 RU 2336434 C2 RU2336434 C2 RU 2336434C2 RU 2005113866/06 A RU2005113866/06 A RU 2005113866/06A RU 2005113866 A RU2005113866 A RU 2005113866A RU 2336434 C2 RU2336434 C2 RU 2336434C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compressor
gas
condenser
stage
desiccant layer
Prior art date
Application number
RU2005113866/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005113866A (en
Inventor
Энтони ЧЭН (CA)
Энтони ЧЭН
Филип АНТАНАССОВ (CA)
Филип АНТАНАССОВ
Ральф РЭКХЕМ (CA)
Ральф РЭКХЕМ
Том МОДЖСОВ (CA)
Том МОДЖСОВ
Трэйси ДИМЭЛИН (CA)
Трэйси ДИМЭЛИН
Original Assignee
Фюелмэйкер Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/265,096 external-priority patent/US7011118B2/en
Priority claimed from CA002440255A external-priority patent/CA2440255A1/en
Application filed by Фюелмэйкер Корпорейшн filed Critical Фюелмэйкер Корпорейшн
Publication of RU2005113866A publication Critical patent/RU2005113866A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2336434C2 publication Critical patent/RU2336434C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/261Drying gases or vapours by adsorption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0227Means to treat or clean gaseous fuels or fuel systems, e.g. removal of tar, cracking, reforming or enriching
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027Pulsation and noise damping means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • F04B39/066Cooling by ventilation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16Filtration; Moisture separation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: device relates to natural gas and/or hydrogen compression units and is designed to be used in vehicles operating on gaseous fuel. Compressor unit incorporates one layer of gas desiccant and condenser idle in gas compression cycle, introduced into the gas flow channel in compression cycle. In the case of multi-stage compressor the aforesaid gas desiccant layer is introduced primarily in between the first and the second compressor stages. Moisture absorbed by the said layer is removed periodically by regeneration cycle based on the compressor and desiccant layer gas closed-loop recirculation. The other gases present in the said recirculation cycle when the compressor unit terminates feeding the compressed gas are also removed. The moisture removed from the desiccant layer is condensed and mainly, evaporated into ambient medium through a semi-transparent membrane. The engine and its control circuit is arranged in the body shared with the compressor allows reducing electromagnetic radiation to minimum.
EFFECT: removal of separated moisture along with reduction of electromagnetic radiation.
13 cl, 10 dwg

Description

Область применения изобретенияThe scope of the invention

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к сжатию газов. Более конкретно, настоящее изобретение имеет отношение к сжатию природного газа и/или водорода, для использования в автомашинах, работающих на газообразном топливе. В частности, оно имеет отношение к созданию устройства и способов удаления парообразной влаги как части процедуры сжатия и отделения удаленной влаги от содержащихся в ней загрязняющих веществ. Настоящее изобретение также имеет отношение к снижению до минимума возбуждаемого электромагнитного излучения.The present invention generally relates to gas compression. More specifically, the present invention relates to the compression of natural gas and / or hydrogen for use in gaseous fuel vehicles. In particular, it relates to the creation of a device and methods for removing vaporous moisture as part of a compression procedure and separating the removed moisture from the contaminants contained therein. The present invention also relates to minimizing the excitation of electromagnetic radiation.

Предпосылки к созданию изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Известно удаление влаги из газа для того, чтобы хранить такой газ для использования в автомашине (в качестве топлива). Влагу удаляют также из сжатых газов в различных других применениях. Обычно, во время цикла сжатия газа, сжимаемый газ пропускают над слоем десиканта, который удаляет влагу из газа. В конечном счете слой десиканта будет насыщаться. Датчик влаги может быть использован для измерения количества влаги, присутствующей в газе, выходящем из компрессора, чтобы определять, когда измеренное содержание влаги на выходе компрессора превысит допустимое верхнее пороговое значение. Альтернативно, слой осушения может быть использован в течение заданного промежутка времени. В любом случае необходима ступень регенерации для перезарядки слоя десиканта.It is known to remove moisture from a gas in order to store such gas for use in a car (as fuel). Moisture is also removed from compressed gases in various other applications. Typically, during a gas compression cycle, compressible gas is passed over a layer of desiccant, which removes moisture from the gas. Ultimately, the desiccant layer will be saturated. A moisture sensor can be used to measure the amount of moisture present in the gas leaving the compressor to determine when the measured moisture content at the compressor output exceeds the allowable upper threshold value. Alternatively, a drainage layer may be used for a predetermined period of time. In any case, a regeneration step is necessary to recharge the desiccant layer.

Технологии осушения потоков газа хорошо развиты. Они предусматривают использование процессов абсорбции и конденсации и систем мембранной сепарации. Примеры таких технологий, использованных изолированно или совместно, приведены в патентах США N 5034025; 5071451 и 5240472, а также в приведенных в них известных публикациях.Technologies for drying gas flows are well developed. They include the use of absorption and condensation processes and membrane separation systems. Examples of such technologies, used in isolation or in conjunction, are shown in US patent N 5034025; 5071451 and 5240472, as well as in the well-known publications cited therein.

В существующих компрессорах такого типа используют средства осушения газа, которые работают непрерывно, с использованием системы с двумя слоями десиканта. Примеры технологии такого типа приведены в патенте США N 6117211.Existing compressors of this type use gas dehumidifiers that operate continuously, using a system with two desiccant layers. Examples of this type of technology are given in US Pat. No. 6,117,211.

Настоящее изобретение направлено на сжатие природного газа с ограниченным количеством влаги, с использованием средства осушения газа, которое работает периодически, с использованием системы с единственным слоем десиканта, причем сжатие газа время от времени прерывают, чтобы произвести регенерацию системы.The present invention is directed to compressing natural gas with a limited amount of moisture, using a gas dehumidifier that works intermittently using a single desiccant system, the gas compression being interrupted from time to time to regenerate the system.

При обработке потоков газа за счет процессов удаления влаги получают выделенную воду, которая может содержать следы загрязняющих веществ, содержащихся в основном потоке. В случае природного газа эти загрязняющие вещества содержат сульфид водорода, диоксид серы и меркаптаны. Удаление (сброс в сточные воды) воды, содержащей загрязняющие вещества этого типа, может быть связано с ограничениями, относящимися к борьбе с загрязнением окружающей среды.When processing gas streams due to moisture removal processes, extracted water is obtained, which may contain traces of pollutants contained in the main stream. In the case of natural gas, these pollutants contain hydrogen sulfide, sulfur dioxide and mercaptans. The removal (discharge into wastewater) of water containing pollutants of this type may be due to restrictions related to the fight against environmental pollution.

Полученная вода не может быть сброшена в местные сточные воды, так как она содержит загрязняющие вещества. Кроме случаев, связанных с непредвиденными обстоятельствами, даже запах органических или сернистых соединений из потока природного газа может подсказывать потребителю, что в компрессорной системе существует утечка.The resulting water cannot be discharged into local wastewater, as it contains pollutants. Except in unforeseen circumstances, even the smell of organic or sulfur compounds from a natural gas stream can tell the consumer that there is a leak in the compressor system.

Первой задачей настоящего изобретения является надлежащее удаление отделенной воды с учетом приведенных выше обстоятельств.The first objective of the present invention is the proper removal of the separated water, taking into account the above circumstances.

Другой задачей настоящего изобретения является снижение до минимума электромагнитного излучения от работающей компрессорной системы.Another objective of the present invention is to minimize electromagnetic radiation from a running compressor system.

Далее сначала будет приведено краткое описание изобретения, а затем его детальная реализация в виде специфических вариантов, приведенных со ссылкой на сопроводительные чертежи. Эти варианты служат для пояснения принципов настоящего изобретения и способа их осуществления.Next, a brief description of the invention will first be given, and then its detailed implementation in the form of specific options given with reference to the accompanying drawings. These options serve to explain the principles of the present invention and how to implement them.

Краткое изложение изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В соответствии с настоящим изобретением предлагается компрессор для сжатия газа, который нормально работает в цикле сжатия газа, снабженный ступенью осушения газа, которая содержит единственный слой десиканта, расположенный на пути потока газа (последовательно), проходящего через компрессор во время цикла сжатия газа. Указанный компрессор содержит конденсатор, который также расположен по пути прохождения потока газа через компрессор во время цикла сжатия газа, причем указанный конденсатор во время цикла сжатия газа не работает. Температурой слоя десиканта и конденсатора управляют преимущественно при помощи электрических средств. Во время цикла сжатия такие средства контроля температуры преимущественно не работают. Однако при входе в цикл регенерации слой десиканта нагревают, а конденсатор охлаждают.In accordance with the present invention, there is provided a compressor for compressing a gas that normally operates in a gas compression cycle equipped with a gas dehumidification step that contains a single desiccant layer located on the gas flow path (sequentially) passing through the compressor during the gas compression cycle. The specified compressor contains a condenser, which is also located along the path of gas flow through the compressor during the gas compression cycle, and the specified condenser during the gas compression cycle does not work. The temperature of the desiccant layer and the condenser is controlled mainly by electrical means. During the compression cycle, such temperature control devices mainly do not work. However, upon entering the regeneration cycle, the desiccant layer is heated, and the condenser is cooled.

Во время цикла регенерации, который начинается после срабатывания соответствующего клапана, газ, захваченный в компрессоре, слое десиканта и в конденсаторе, направляют с выхода компрессора для циркуляции по замкнутой петле, в качестве потока газа рециркуляции через компрессор, причем по меньшей мере часть такого газа рециркуляции проходит через слой десиканта и конденсатор. Это позволяет переносить выделяющуюся из слоя десиканта влагу при помощи газа рециркуляции в конденсатор, где она конденсируется за счет низкой температуры, поддерживаемой в конденсаторе при помощи средств управления температурой.During the regeneration cycle that begins after the corresponding valve has been activated, the gas trapped in the compressor, the desiccant layer and in the condenser is sent from the compressor outlet for circulation in a closed loop, as a recycle gas stream through the compressor, with at least a portion of such recirculation gas passes through a desiccant layer and capacitor. This makes it possible to transfer the moisture released from the desiccant layer by means of a recirculation gas to the condenser, where it condenses due to the low temperature maintained in the condenser by means of temperature control.

Более конкретно, в соответствии с предпочтительным вариантом, выход компрессора соединен, через клапан с электронным управлением, с нагнетательным трубопроводом, по которому сжатый газ поступает в резервуар для хранения во время цикла сжатия. Когда компрессор прекращает работу в цикле сжатия, клапан с электронным управлением переключает поток газа вместо нагнетательного трубопровода на подачу в полость внутреннего объема корпуса компрессора. При этом вход компрессора подключается на всасывание из полости корпуса.More specifically, in a preferred embodiment, the compressor outlet is connected, via an electronically controlled valve, to a discharge pipe through which compressed gas enters the storage tank during the compression cycle. When the compressor stops operating in the compression cycle, the electronically controlled valve switches the gas flow instead of the discharge pipe to the internal volume of the compressor housing. In this case, the compressor input is connected to the suction from the body cavity.

Результирующее падение давления в нагнетательном трубопроводе приводит к закрыванию контрольного клапана во внешнем резервуаре, который содержит газ под высоким давлением. Затем сжатый газ, захваченный в нагнетательном трубопроводе, поступает во внутренний объем корпуса и создает слегка повышенное давление по сравнению с давлением в питающей магистрали, например 30-60 фунтов на квадратный дюйм. При этом закрывается контрольный клапан питающей магистрали, ведущей во внутренний объем, так как давление источника газа составляет ориентировочно только от 0.2 до 0.5 фунта на квадратный дюйм.The resulting pressure drop in the discharge pipe closes the control valve in the external reservoir, which contains high pressure gas. Then, the compressed gas trapped in the discharge pipe enters the internal volume of the housing and creates a slightly higher pressure compared to the pressure in the supply line, for example 30-60 psi. At the same time, the control valve of the supply line leading to the internal volume is closed, since the pressure of the gas source is approximately only from 0.2 to 0.5 psi.

Когда выход компрессора подключается к полости корпуса, тогда захваченный газ может циркулировать по замкнутой петле через компрессор, слой десиканта, конденсатор и объем корпуса, причем захваченный газ служит в качестве газа очистки (sweep gas) для регенерации слоя десиканта. Циркуляция газа по этой замкнутой петле осуществляется при низкой скорости протекания газа, так что циркулирующий газ, проходящий через конденсатор, преимущественно полностью охлаждается на выходе из конденсатора. Это позволяет в предпочтительном режиме работы максимально повысить эффективность передачи влаги из слоя десиканта в конденсатор.When the compressor output is connected to the body cavity, then the trapped gas can be circulated in a closed loop through the compressor, the desiccant layer, the condenser and the body volume, and the trapped gas serves as a sweep gas to regenerate the desiccant layer. The gas is circulated through this closed loop at a low gas flow rate, so that the circulating gas passing through the condenser is predominantly completely cooled at the outlet of the condenser. This allows in a preferred mode of operation to maximize the efficiency of moisture transfer from the desiccant layer to the condenser.

Циркуляция при низкой скорости протекания газа может быть осуществлена за счет снижения скорости двигателя компрессора. Альтернативно, одна или несколько байпасных линий с управлением при помощи клапанов могут отклонять часть циркулирующего газа от прохождения через слой десиканта и/или конденсатор, позволяя только ограниченному количеству газа протекать через эти компоненты. Допустимую скорость потока через слой десиканта, которую задают при помощи клапана или другого средства ограничения потока, устанавливают (задают) таким образом, чтобы она соответствовала условию конденсации водяного пара из такого газа. Такое построение позволяет системе работать с двигателем постоянной скорости.Circulation at a low gas flow rate can be achieved by reducing the speed of the compressor motor. Alternatively, one or more valve-controlled bypass lines may deflect a portion of the circulating gas from passing through the desiccant layer and / or condenser, allowing only a limited amount of gas to flow through these components. The permissible flow rate through the desiccant layer, which is set by means of a valve or other means of flow restriction, is set (set) in such a way that it meets the condition for condensation of water vapor from such a gas. Such a construction allows the system to work with a constant speed engine.

В процессе регенерации влага, которая выделяется из слоя десиканта, повышает содержание влаги в циркулирующем газе. Слой десиканта на этой стадии нагревается для того, чтобы усилить отделение влаги. Выделившаяся влага, в виде водяного пара, затем переносится потоком газа в конденсатор, где она конденсируется, за счет низкой температуры, поддерживаемой в конденсаторе. Циркулирующий газ, выходящий из конденсатора, находится в охлажденном состоянии и содержит насыщенный водяной пар. Однако ко времени, когда циркулирующий газ доходит до нагретого слоя десиканта, его температура повышается и он уже не содержит насыщенный водяной пар. Поэтому нагретый циркулирующий газ может поглощать дополнительную влагу из слоя десиканта, когда он проходит мимо этого слоя.During the regeneration process, the moisture that is released from the desiccant layer increases the moisture content in the circulating gas. The desiccant layer is heated at this stage in order to enhance the separation of moisture. The released moisture, in the form of water vapor, is then transferred by a gas stream to the condenser, where it condenses due to the low temperature maintained in the condenser. The circulating gas leaving the condenser is in a cooled state and contains saturated water vapor. However, by the time the circulating gas reaches the heated desiccant layer, its temperature rises and it no longer contains saturated water vapor. Therefore, the heated circulating gas can absorb additional moisture from the desiccant layer as it passes by this layer.

Для удаления конденсированной воды из конденсатора такую воду можно просто накапливать. Однако для обеспечения долговременной автономной работы, конденсированную воду направляют, преимущественно самотеком, в контакт с полупроницаемой мембраной, которая позволяет воде испаряться. В это время ароматические соединения, присутствующие в конденсате, удерживаются за счет мембраны в конденсаторе. Для повышения скорости испарения и протекания воды через полупроницаемую мембрану может быть использован внешний вентилятор и, возможно, нагревательный элемент, что позволяет производить циркуляцию теплого воздуха мимо поверхности мембраны.To remove condensed water from the condenser, such water can simply be accumulated. However, to ensure long-term autonomous operation, condensed water is directed, mainly by gravity, into contact with a semipermeable membrane, which allows water to evaporate. At this time, aromatic compounds present in the condensate are retained by the membrane in the condenser. To increase the rate of evaporation and water flow through a semipermeable membrane, an external fan and, possibly, a heating element can be used, which allows the circulation of warm air past the membrane surface.

Важно отметить, что конденсатор, в соответствии с настоящим изобретением, расположен на пути потока газа (последовательно) во время цикла сжатия. Это позволяет воздействовать на конденсатор и полупроницаемую мембрану повышенному давлению. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения компрессор представляет собой многоступенчатый компрессор, причем слой десиканта и конденсатор расположены последовательно между последовательными ступенями компрессора, а преимущественно между первой и второй ступенями компрессора. Таким образом, несмотря на то, что конденсатор подвергается воздействию повышенного давления, это давление не является окончательным, максимальным давлением, создаваемым компрессором. Это скорее промежуточное давление, возникающее после только одной ступени сжатия.It is important to note that the condenser, in accordance with the present invention, is located in the path of the gas flow (sequentially) during the compression cycle. This allows you to act on the capacitor and semipermeable membrane high pressure. According to a preferred embodiment of the present invention, the compressor is a multi-stage compressor, wherein the desiccant layer and the condenser are arranged in series between successive stages of the compressor, and preferably between the first and second stages of the compressor. Thus, despite the fact that the condenser is subjected to high pressure, this pressure is not the final, maximum pressure created by the compressor. Rather, it is an intermediate pressure that occurs after only one compression stage.

Это ограничение давления, воздействующего на конденсатор, является особенно существенным в предпочтительном варианте изобретения, в котором конденсатор непосредственно соединен с полупроницаемой мембраной, через которую конденсированная вода может испаряться в окружающую среду. Такие мембраны могут выдерживать только умеренную разность давлений. В случае многоступенчатого компрессора давление, развиваемое между первой и второй ступенями, не является настолько высоким, чтобы не позволить использовать такую полупроницаемую мембрану в качестве средства удаления водяного конденсата. Предпочтительной формой мембраны является гигроскопическая ионообменная мембрана в форме трубки.This limitation of the pressure acting on the condenser is particularly significant in the preferred embodiment of the invention, in which the condenser is directly connected to a semipermeable membrane through which condensed water can evaporate into the environment. Such membranes can withstand only a moderate pressure difference. In the case of a multi-stage compressor, the pressure developed between the first and second stages is not so high as to prevent the use of such a semi-permeable membrane as a means of removing water condensate. A preferred membrane form is a tube-shaped hygroscopic ion-exchange membrane.

Таким образом, в соответствии с этим предпочтительным вариантом, конденсированная вода, которая накапливается в конденсаторе, непосредственно (сразу) или в конце концов (со временем), удаляется в окружающую среду, преимущественно через полупроницаемую мембрану. Использование такой мембраны обеспечивает отделение и удержание комплексных молекул, имеющих запах, так что только чистая вода выводится в окружающую среду.Thus, in accordance with this preferred embodiment, the condensed water that accumulates in the condenser, directly (immediately) or finally (over time), is removed into the environment, mainly through a semi-permeable membrane. The use of such a membrane ensures the separation and retention of complex molecules that have an odor, so that only pure water is released into the environment.

После перезарядки слоя десиканта нагревание слоя прекращают. Кроме того, охлаждение конденсатора и нагревание полупроницаемой мембраны, если ее используют, также прекращают. После этого включают клапан для подключения выходной ступени компрессора к нагнетательному трубопроводу. Затем повышают скорость двигателя компрессора для возобновления цикла сжатия, если эта скорость ранее была снижена, причем впуск нагнетательного трубопровода автоматически открывается. Альтернативно, если используют двигатель постоянной скорости, байпасные линии закрывают, позволяя возобновить нормальный цикл сжатия.After recharging the desiccant layer, the heating of the layer is stopped. In addition, cooling of the condenser and heating of the semipermeable membrane, if used, are also stopped. Then turn on the valve to connect the output stage of the compressor to the discharge pipe. Then increase the speed of the compressor motor to resume the compression cycle if this speed has been previously reduced, and the inlet of the discharge pipe automatically opens. Alternatively, if a constant speed motor is used, the bypass lines are closed, allowing a normal compression cycle to resume.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом компрессор заключен в герметичном металлическом корпусе. Питающий газ поступает во внутренний объем этого корпуса через контрольный клапан и всасывается в компрессор из коленчатого участка этого внутреннего объема. В этом корпусе также содержится двигатель, а преимущественно двигатель переменной скорости, а также преимущественно содержится схема управления для подачи тока на двигатель. В соответствии с этим предпочтительным вариантом двигатель представляет собой асинхронный двигатель переменного тока, причем в таком случае схема управления создает сигнал переменного тока с регулируемой частотой, в результате чего скорость вращения двигателя изменяется в соответствии с требованиями системы.In another preferred embodiment, the compressor is enclosed in a sealed metal housing. The supply gas enters the internal volume of this housing through a control valve and is sucked into the compressor from the crankshaft portion of this internal volume. This housing also contains a motor, and preferably a variable speed motor, and also contains a control circuit for supplying current to the motor. According to this preferred embodiment, the motor is an AC induction motor, in which case the control circuit generates an alternating current signal with an adjustable frequency, as a result of which the rotational speed of the motor is changed in accordance with the requirements of the system.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом изобретения не только электрический двигатель, приводящий в действие механизм компрессора, содержится в том же самом корпусе, что и компрессор, но также и схема управления двигателем заключена в том же самом корпусе. Преимущество такого построения заключается в том, что электромагнитное излучение, возникающее за счет протекания тока от схемы управления двигателем к двигателю, не выходит за пределы металлического корпуса.According to another preferred embodiment of the invention, not only the electric motor driving the compressor mechanism is contained in the same housing as the compressor, but also the motor control circuit is enclosed in the same housing. The advantage of this construction is that the electromagnetic radiation arising from the flow of current from the engine control circuit to the engine does not extend beyond the metal casing.

Блок управления может создавать постоянный ток напряжением 360 В, поступающий через герметичный ввод в стенке корпуса. Схема управления двигателем может создавать переменный ток с частотой около 60 Гц, имеющий множество гармоник. В типичном случае на двигатель подают ток силой от 8 до 10 А. В проводах, идущих от схемы управления к двигателю, при протекании такого тока на такой частоте возникает электромагнитное излучение. При размещении этих проводов в металлическом корпусе электромагнитное излучение экранируется и не выходит в окружающую среду.The control unit can create a direct current voltage of 360 V, supplied through a sealed input in the wall of the housing. The motor control circuit can create alternating current with a frequency of about 60 Hz, which has many harmonics. In a typical case, a current of 8 to 10 A is supplied to the motor. In the wires going from the control circuit to the motor, when such a current flows at such a frequency, electromagnetic radiation occurs. When these wires are placed in a metal casing, electromagnetic radiation is shielded and does not enter the environment.

Низкая скорость при запуске двигателя позволяет снизить высокий пусковой ток, отбираемый от системы электропитания. Это позволяет блоку работать от стандартной бытовой электросети, например, с напряжением 110-120 В, с предохранителями, рассчитанными на умеренный ток. После запуска начальное сжатие газа может быть проведено на высокой скорости двигателя. После того, как получено высокое давление в топливном резервуаре автомашины или в другом приемном устройстве, скорость двигателя снижают для того, чтобы снизить износ колец (компрессора) и ограничить потребление энергии. Эта процедура особенно хорошо подходит для компрессоров без смазки маслом, так как скорость износа уплотнительных колец цилиндров компрессора таких блоков возрастает, когда компрессорная система работает при высокой скорости и с высоким противодавлением.The low speed when starting the engine reduces the high inrush current drawn from the power supply system. This allows the unit to work from a standard household electrical network, for example, with a voltage of 110-120 V, with fuses designed for moderate current. After starting, the initial gas compression can be carried out at a high engine speed. After a high pressure is obtained in the fuel tank of the car or in another receiving device, the engine speed is reduced in order to reduce wear of the rings (compressor) and to limit energy consumption. This procedure is particularly suitable for compressors without oil lubrication, since the wear rate of the compressor cylinder o-rings in these units increases when the compressor system is operating at high speed and with high back pressure.

Кроме того, в случае использования непрерывно регулируемого двигателя с переменной скоростью вращения скоростью двигателя можно управлять так, чтобы избежать собственных резонансных частот механических компонентов, возникающих за счет колебаний механических компонентов двигателя, которые в противном случае повышают шум и вибрации, генерируемые блоком.In addition, in the case of using a continuously adjustable engine with a variable rotational speed, the engine speed can be controlled so as to avoid the natural resonant frequencies of the mechanical components resulting from vibrations of the mechanical components of the engine, which otherwise increase the noise and vibration generated by the unit.

Выше были вкратце приведены основные характеристики изобретения и описаны некоторые его возможные аспекты. Далее будут описаны предпочтительные варианты со ссылкой на чертежи.Above were summarized the main characteristics of the invention and described some of its possible aspects. Next, preferred embodiments will be described with reference to the drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 показана автомашина на газообразном топливе, припаркованная в гараже, имеющем бытовое устройство для заправки горючим в соответствии с настоящим изобретением, установленное на внутренней стене гаража.Figure 1 shows a gaseous fuel vehicle parked in a garage having a domestic fueling device in accordance with the present invention mounted on an inner wall of the garage.

На фиг.2 схематично показаны основные компоненты бытового устройства, где можно видеть, кроме двигателя и компрессора, слой десиканта, главный логический контроллер, схему управления двигателем и различные датчики.Figure 2 schematically shows the main components of a household device, where you can see, in addition to the engine and compressor, a layer of desiccant, the main logic controller, the engine control circuit and various sensors.

На фиг.3 схематично показан вариант фиг.2, где можно видеть поток газа во время цикла сжатия.Figure 3 schematically shows a variant of figure 2, where you can see the gas flow during the compression cycle.

На фиг.4 схематично показано бытовое устройство фиг.2 во время цикла регенерации, в котором перезаряжают слой десиканта и регулируют скорость двигателя.Figure 4 schematically shows the household device of figure 2 during a regeneration cycle in which the desiccant layer is recharged and the engine speed is regulated.

На фиг.5 показан вид сбоку в сечении блока компрессор/двигатель в его внутреннем корпусе и с компонентами сушилки. В корпусе компрессора заключен двигатель, объем продувки и схема управления двигателем. Показан также дополнительный внешний кожух или колпак вентиляции, ограничивающий поток охлаждающего воздуха.Figure 5 shows a side cross-sectional view of the compressor / engine unit in its inner housing and with dryer components. An engine, a purge volume and an engine control circuit are enclosed in a compressor housing. Also shown is an additional outer casing or ventilation cap restricting the flow of cooling air.

На фиг.6 схематично показан в деталях вид спереди в сечении участков сушилки, конденсатора и полупроницаемой мембраны фиг.2, причем полупроницаемая мембрана имеет форму трубки, через которую водяной конденсат проходит самотеком.Figure 6 schematically shows in detail a front view in section of sections of the dryer, condenser, and semipermeable membrane of Fig. 2, the semipermeable membrane having the shape of a tube through which water condensate flows by gravity.

На фиг.6А показан вид спереди в сечении участков сушилки, конденсатора и полупроницаемой мембраны фиг.6, где можно видеть полупроницаемую мембрану в форме трубки, через которую водяной конденсат испаряется в присутствии нагретого воздушного потока, созданного вентилятором.On figa shows a front view in section of sections of the dryer, condenser and semipermeable membrane of Fig.6, where you can see the semipermeable membrane in the form of a tube through which the water condensate evaporates in the presence of a heated air stream created by the fan.

На фиг.7 показан в деталях вид сбоку в сечении крупным планом полупроницаемой мембраны фиг.5 и 6а, где можно видеть воздушный поток вокруг витой трубки.Figure 7 shows in detail a side sectional view in close-up of the semipermeable membrane of figures 5 and 6a, where air flow around a twisted tube can be seen.

На фиг.8А и 8В схематично показано бытовое устройств фиг.2 во время цикла регенерации, в котором скорость двигателя является постоянной и блок сушилка-конденсатор имеет байпасную линию, которая может отводить поток от протекания через блок сушилка-конденсатор за счет переключения потока в петлю циркуляции или в полость корпуса, или в оба этих места, чтобы поток газа с пониженной скоростью протекал через конденсатор.FIGS. 8A and 8B schematically show the household devices of FIG. 2 during a regeneration cycle in which the engine speed is constant and the dryer-condenser unit has a bypass line that can divert the flow from flowing through the dryer-condenser unit by switching the flow to the loop circulation either into the cavity of the housing, or in both of these places, so that the gas flow at a reduced speed flows through the condenser.

Описание предпочтительного вариантаDescription of Preferred Option

На фиг.1 показано бытовое устройство 1 для заправки горючим, установленное (закрепленное) на стене гаража и снабженное нагнетательным шлангом 2 высокого давления, подключенным к автомашине, впускным шлангом 3, подключенным к источнику газа 6, и электрическим шнуром 4 с вилкой, вставленной в стандартную бытовую розетку.Figure 1 shows a household fueling device 1 mounted on a garage wall and equipped with a high pressure discharge hose 2 connected to the car, an intake hose 3 connected to a gas source 6, and an electric cord 4 with a plug inserted in standard household outlet.

На фиг.2 схематично показан блок, работающий в режиме сжатия. На фиг.2 показана газовая магистраль 6, которая может содержать загрязняющие вещества 8, входящая во внутренний объем 14 корпуса 26, откуда газ поступает в первую из четырех последовательных ступеней сжатия 28, 32, 33, 34 компрессора 5. Газ в магистрали 6, который обычно имеет давление от 0.2 до 0.5 фунта на квадратный дюйм, всасывается во внутренний объем 14 за счет всасывания, создаваемого за счет первой ступени сжатия 28. Датчик 21 давления анализирует давление в газовой магистрали и подает сигнал на главный логический контроллер 46.Figure 2 schematically shows a block operating in compression mode. Figure 2 shows the gas line 6, which may contain pollutants 8, which is included in the internal volume 14 of the housing 26, from where the gas enters the first of four sequential compression stages 28, 32, 33, 34 of the compressor 5. The gas in the line 6, which usually has a pressure of 0.2 to 0.5 psi, is sucked into the internal volume 14 due to the suction created by the first compression stage 28. The pressure sensor 21 analyzes the pressure in the gas line and sends a signal to the main logic controller 46.

С выхода первой ступени 28 газ 6 проходит через слой десиканта 7, который содержится в абсорбционной камере 29. Слой десиканта 7, который состоит из такого материала, как активированный оксид алюминия или неолит, поглощает влагу из газа 6, в том числе по меньшей мере и некоторые загрязняющие вещества 8. С выхода абсорбционной камеры 29 осушенный газ поступает в объем конденсатора 30, который, на этой стадии работы, является пассивным. После выхода из конденсатора 30 через трубопровод 55 газ 6 поступает на следующую, вторую ступень 32 компрессора 5. Поток газа в этом цикле сжатия показан на фиг.3.From the exit of the first stage 28, gas 6 passes through a layer of desiccant 7, which is contained in the absorption chamber 29. A layer of desiccant 7, which consists of a material such as activated alumina or neolite, absorbs moisture from gas 6, including at least some pollutants 8. From the exit of the absorption chamber 29, the dried gas enters the volume of the condenser 30, which, at this stage of operation, is passive. After exiting the condenser 30 through the pipeline 55, the gas 6 enters the next, second stage 32 of the compressor 5. The gas flow in this compression cycle is shown in FIG. 3.

Как это показано на фиг.4, а более подробно на фиг.6 и 6А, десикант 7 регенерируется за счет воздействия газа очистки 13, происходящего из потока газа, захваченного компрессором 5, двигателем 27, слоем десиканта 7 и конденсатором 30, когда цикл сжатия заканчивается. Как это показано на фиг.4, газ очистки 13 всасывается при пониженном расходе через слой абсорбента 7, возможно, при низкой скорости работы двигателя 27. Поддерживаются условия для испарения влаги из слоя абсорбента 7 в газ очистки 13 за счет его сухого состояния, что обсуждается далее более подробно, за счет давления в слое абсорбента 7 и дополнительного подвода теплоты к нему.As shown in Fig. 4, and in more detail in Figs. 6 and 6A, desiccant 7 is regenerated due to the influence of purification gas 13 originating from the gas stream captured by compressor 5, engine 27, desiccant layer 7 and capacitor 30, when the compression cycle ends. As shown in FIG. 4, the purification gas 13 is sucked in at a reduced flow rate through the absorbent layer 7, possibly at a low speed of the engine 27. Conditions are maintained for the evaporation of moisture from the absorbent layer 7 into the purification gas 13 due to its dry state, which is discussed further in more detail, due to the pressure in the layer of absorbent 7 and an additional supply of heat to it.

С выхода слоя 7 газ втекает в конденсатор 30, который содержит поверхность теплообмена. Эту поверхность теплообмена преимущественно охлаждают при помощи блока охлаждения 53, работающего на электротермическом эффекте Пельтье.From the output of layer 7, gas flows into the capacitor 30, which contains a heat exchange surface. This heat exchange surface is predominantly cooled by a cooling unit 53 operating on the electrothermal Peltier effect.

Охлажденный циркулирующий газ очистки 13, который был осушен в конденсаторе 30, затем поступает в возвратный трубопровод 55, который ведет ко второй ступени 32 компрессора. Медленная работа двигателя 27 и компрессора 5 приводит к тому, что газ очистки 13 может циркулировать до бесконечности, пока не закончится цикл регенерации.The cooled circulating purification gas 13, which has been dried in the condenser 30, then enters the return line 55, which leads to the second stage 32 of the compressor. The slow operation of the engine 27 and compressor 5 leads to the fact that the cleaning gas 13 can circulate indefinitely until the regeneration cycle is completed.

Для ускорения процесса регенерации и содействия последующему отбору воды используют термостатически управляемый электрический элемент 52, который нагревает десикант 7. Нагретый, увлажненный газ очистки более эффективно выделяет влагу, когда он проходит через конденсатор 30.To accelerate the regeneration process and facilitate subsequent water withdrawal, a thermostatically controlled electric element 52 is used, which heats the desiccant 7. The heated, humidified cleaning gas more effectively releases moisture when it passes through the condenser 30.

Как это показано на фиг.2 и 6, образовавшаяся из пара вода 54 накапливается на дне конденсатора 30 в виде конденсата, ниже уровня обратного трубопровода 55 в конденсаторе. Конденсированная вода 54 содержит некоторые остаточные загрязняющие вещества 8а. Этот водяной конденсат 54, содержащий остаточные загрязняющие вещества 8а, может просто накапливаться или может быть направлен в разделительную камеру, преимущественно выполненную в виде трубки 31, стенки которой образованы из полупроницаемой мембраны 61. Полупроницаемая мембрана 61 допускает только проникновение воды в виде пермеата. На другой стороне мембраны 61 диффундирующая через нее вода испаряется. Этот процесс может быть ускорен при помощи потока воздуха, создаваемого вентилятором 42. В этом случае колпак (оболочка) 43 служит в качестве короба, создающего постоянный поток воздуха поверх мембраны 61. При необходимости, поток воздуха в непосредственной близости от мембраны может быть подогрет при помощи нагревателя 56 мембраны.As shown in FIGS. 2 and 6, water 54 generated from steam accumulates at the bottom of the condenser 30 in the form of condensate, below the level of the return pipe 55 in the condenser. Condensed water 54 contains some residual pollutants 8a. This water condensate 54, containing residual contaminants 8a, can simply accumulate or can be directed to a separation chamber, preferably made in the form of a tube 31, the walls of which are formed from a semi-permeable membrane 61. The semi-permeable membrane 61 only allows the penetration of water in the form of permeate. On the other side of the membrane 61, water diffusing through it evaporates. This process can be accelerated by the air flow created by the fan 42. In this case, the hood (casing) 43 serves as a duct creating a constant air flow over the membrane 61. If necessary, the air flow in the immediate vicinity of the membrane can be heated using heater 56 membranes.

Циркулирующий воздушный поток 60 от вентилятора 42 может быть также использован для охлаждения конденсатора 30, преимущественно с использованием отдельного короба (не показан).The circulating air stream 60 from the fan 42 can also be used to cool the condenser 30, mainly using a separate duct (not shown).

По мере диффузии воды через мембрану 61 некоторые загрязняющие вещества 8а могут накапливаться на внутренней поверхности мембраны 61. Со временем скорость диффузии может снижаться до уровня, при котором необходимо произвести очистку или замену мембраны 61.As water diffuses through the membrane 61, some contaminants 8a may accumulate on the inner surface of the membrane 61. Over time, the diffusion rate may decrease to the level at which it is necessary to clean or replace the membrane 61.

В проведенном описании речь идет о полупроницаемой мембране 61, которая может иметь форму пластины, образующей часть стенки разделительной камеры. На фиг.6 и 7 показан предпочтительный вариант, в котором полупроницаемая мембрана выполнена в виде трубки 31. Эта трубка 31 имеет стенку, преимущественно образованную из полупроницаемого гигроскопического ионообменного мембранного материала. Было обнаружено, что мембраны в форме трубок, изготовленные из модифицированного тефлона (ТМ), подходят для данного применения и имеют достаточный срок службы для практического использования.In the description, we are talking about a semi-permeable membrane 61, which may be in the form of a plate forming part of the wall of the separation chamber. Figures 6 and 7 show a preferred embodiment in which the semipermeable membrane is in the form of a tube 31. This tube 31 has a wall primarily formed of a semipermeable hygroscopic ion-exchange membrane material. It has been found that tube-shaped membranes made of modified Teflon (TM) are suitable for this application and have a sufficient service life for practical use.

Следует иметь в виду, что абсорбционная камера 29 и конденсатор 30 находятся в зоне высокого давления компрессора 5, между первой ступенью 28 и второй ступенью 32. Давление в этой зоне составляет только около 200 фунтов на квадратный дюйм во время цикла сжатия. Следует иметь в виду, что такой уровень давления повышает эффективность осушения газа. Было обнаружено, что при таких уровнях давления полупроницаемая мембрана 61 в виде трубки может быть выведена наружу из зоны повышенного давления, если использовать надежные элементы соединения 57, обеспечивающие герметичное соединение между трубкой 31 и конденсаторной камерой 30. Такое построение особенно просто осуществить при использовании многоступенчатого компрессора.It should be borne in mind that the absorption chamber 29 and the condenser 30 are located in the high pressure zone of the compressor 5, between the first stage 28 and the second stage 32. The pressure in this zone is only about 200 psi during the compression cycle. It should be borne in mind that such a pressure level increases the efficiency of gas drainage. It was found that at such pressure levels, the semipermeable membrane 61 in the form of a tube can be brought out from the pressure zone if reliable connection elements 57 are used, which provide a tight connection between the tube 31 and the condenser chamber 30. Such a construction is especially simple when using a multi-stage compressor .

Другие показанные на фиг.2 компоненты включают в себя входной фильтр 22, датчик высокого давления 24, клапан сброса давления 25, подключенный к вентиляционному отверстию 50, разрывной диск 35 в четвертой ступени 34 для сброса чрезмерного избыточного давления, последовательный отделяемый соединитель 36, соединительную горловина автомашины 38, датчик 39 утечки газа, датчик 40 воздушного потока и датчик 41 температуры окружающего воздуха.Other components shown in FIG. 2 include an inlet filter 22, a high pressure sensor 24, a pressure relief valve 25 connected to the ventilation hole 50, a burst disk 35 in the fourth stage 34 to relieve excessive overpressure, a serial detachable connector 36, a connecting neck motor vehicles 38, gas leakage sensor 39, airflow sensor 40 and ambient temperature sensor 41.

На фиг.8А и 8В показан вариант с двигателем постоянной скорости, в котором байпасная линия 60 или 60А открывается при срабатывании клапана 61, при поступлении сигнала от главного логического контроллера 46, во время регенерации. За счет этой байпасной линии газ очистки 13 может проходить через материал десиканта 7 и конденсатор 30 при предпочтительной скорости течения. Количество газа очистки 13, пропускаемого клапаном 61 через эту ветвь регенерации, зависит от средства ограничения потока, которое установлено таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность процесса испарения и конденсации пара. Рециркулирующий газ 13 отводится во вторую ступень 32 через байпасную линию 60, или отводится в объем корпуса 14 через байпасную линию 60А, или же проходит через обе эти байпасные линии.On figa and 8B shows a variant with a constant speed motor, in which the bypass line 60 or 60A opens when the valve 61 is activated, upon receipt of a signal from the main logic controller 46, during regeneration. Due to this bypass line, the purification gas 13 can pass through the desiccant material 7 and the condenser 30 at a preferred flow rate. The amount of purification gas 13 passed by the valve 61 through this regeneration branch depends on the flow restriction means, which is set in such a way as to ensure maximum efficiency of the vaporization and condensation process. The recycle gas 13 is discharged into the second stage 32 through the bypass line 60, or is discharged into the body 14 through the bypass line 60A, or passes through both of these bypass lines.

Вновь обратимся к рассмотрению фиг.2, на которой показано, что компрессор 5, двигатель 27 и схема 45 управления двигателем все расположены в корпусе 26 (если считать блок компрессора частью корпуса), который, в свою очередь, окружен внешней оболочкой 43. В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения электронная схема 45 управления двигателем, которая подает ток на электрический двигатель 27, преимущественно находится полностью в объеме блока двигатель/компрессор. Такой герметичный объем создан при помощи того же самого металлического корпуса 26, который окружает детали двигателя и компрессора. Схема 45 управления двигателем расположена, в частности, в объеме продувки 14, полностью герметизированном внутри корпуса 26. Металлическая стенка корпуса 26 действует в качестве радиатора для отвода теплоты, выделяемой схемой 45 управления двигателем, и в качестве экрана для испускаемого электромагнитного излучения от схемы соединений между двигателем 27 и схемой 45 управления двигателем.Referring again to FIG. 2, it is shown that the compressor 5, the engine 27, and the engine control circuit 45 are all located in the housing 26 (if we consider the compressor unit as part of the housing), which, in turn, is surrounded by an outer shell 43. In accordance with with the first embodiment of the present invention, an electronic motor control circuit 45 that supplies current to an electric motor 27 is advantageously located entirely in the volume of the engine / compressor unit. Such a sealed volume is created using the same metal casing 26, which surrounds the parts of the engine and compressor. The engine control circuit 45 is located, in particular, in the purge volume 14, which is completely sealed inside the housing 26. The metal wall of the housing 26 acts as a radiator to remove the heat generated by the engine control circuit 45, and as a shield for the emitted electromagnetic radiation from the connection circuit between engine 27 and engine control circuit 45.

Как это показано на фиг.2, главный логический контроллер 46, получающий питание от источника питания 47, позволяет включать двигатель 27 и управлять его скоростью в варианте двигателя с переменной скоростью вращения через схему 45 управления двигателем. Сигналы между главным логическим контроллером 46 и схемой 45 управления двигателем проходят через герметичный вход 44 корпуса 26. Логика управления контроллера 46 посылает команды и принимает данные при помощи цифровых кодированных сигналов, передаваемых по оптическим волокнам. Это позволяет снизить до минимума протекание электрического тока во внутреннее пространство 14 полости металлического корпуса 26, которая содержит природный газ при небольшом повышенном давлении.As shown in figure 2, the main logic controller 46, powered by a power source 47, allows you to turn on the engine 27 and to control its speed in a variant of the engine with a variable speed through the engine control circuit 45. The signals between the main logic controller 46 and the engine control circuit 45 pass through the sealed input 44 of the housing 26. The control logic of the controller 46 sends commands and receives data using digitally encoded signals transmitted over optical fibers. This allows to minimize the flow of electric current into the inner space 14 of the cavity of the metal housing 26, which contains natural gas at a slight increased pressure.

Несмотря на то, что были описаны специфические варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что они приведены только для примера и в изобретение специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят однако за рамки формулы изобретения.Despite the fact that specific embodiments of the invention have been described, it is clear that they are given by way of example only and changes and additions may be made to the invention by experts in the field, which do not, however, go beyond the scope of the claims.

Claims (15)

1. Компрессорная система для сжатия газа, которая включает в себя: компрессор с приводом от двигателя, имеющий, по меньшей мере, первую ступень и вход подачи газа, через которую проходит поток сжимаемого газа, поступающий на вход компрессора от источника газа; выход компрессора для подачи газа из компрессора в нагнетательный трубопровод; ступень осушения газа, которая содержит слой десиканта, расположенный по пути прохождения потока газа через компрессор во время цикла сжатия газа; конденсатор, который расположен ниже слоя десиканта по пути прохождения потока газа через компрессор во время цикла сжатия газа, причем указанный конденсатор отделяет воду от газа во время цикла регенерации и во время цикла сжатия газа не работает, средство контроля температуры для управления температурой слоя десиканта и конденсатора, которое во время цикла сжатия газа не работает, а при входе в цикл регенерации включается для того, чтобы нагревать слой десиканта и охлаждать конденсатор; и клапан для переключения потока газа с выхода компрессора для рециркуляции через компрессор, за счет чего во время цикла регенерации, возникающего при срабатывании клапана, газ, захваченный в компрессоре, слое десиканта и конденсаторе, направляют с выхода компрессора для циркуляции по замкнутой петле в качестве потока газа рециркуляции через компрессор, причем, по меньшей мере, часть такого потока газа рециркуляции проходит через слой десиканта и конденсатор, что позволяет отводить выделяющуюся влагу из слоя десиканта при помощи газа рециркуляции в конденсатор, где она конденсируется за счет низкой температуры, поддерживаемой в конденсаторе при помощи средства контроля температуры.1. A compressor system for compressing gas, which includes: an engine-driven compressor having at least a first stage and a gas supply inlet through which a stream of compressible gas flows to the compressor inlet from a gas source; compressor output for supplying gas from the compressor to the discharge pipe; a gas dehumidification step that comprises a desiccant layer located along the gas flow path through the compressor during the gas compression cycle; a condenser which is located below the desiccant layer along the gas flow path through the compressor during the gas compression cycle, said condenser separating water from the gas during the regeneration cycle and does not work during the gas compression cycle, a temperature control means for controlling the temperature of the desiccant layer and the condenser which during the gas compression cycle does not work, and when it enters the regeneration cycle it is turned on in order to heat the desiccant layer and cool the condenser; and a valve for switching the gas flow from the compressor outlet for recirculation through the compressor, whereby during the regeneration cycle that occurs when the valve is activated, the gas trapped in the compressor, the desiccant layer and the condenser is sent from the compressor outlet for circulation in a closed loop as a stream recirculation gas through the compressor, and at least a portion of such a recirculation gas stream passes through the desiccant layer and the condenser, which allows you to remove the released moisture from the desiccant layer using gas p circulation to the condenser, where it condenses due to the low temperature maintained in the condenser by means of temperature control. 2. Компрессорная система по п.1, в которой компрессор представляет собой многоступенчатый компрессор, имеющий, по меньшей мере, первую и вторую ступени, причем слой десиканта и конденсатор установлены последовательно между ступенями компрессора.2. The compressor system according to claim 1, in which the compressor is a multi-stage compressor having at least first and second stages, the desiccant layer and the condenser installed in series between the compressor stages. 3. Компрессорная система по п.2, отличающаяся тем, что десикант и конденсатор установлены между первой и второй ступенями компрессора.3. The compressor system according to claim 2, characterized in that the desiccant and the condenser are installed between the first and second stages of the compressor. 4. Компрессорная система по пп.1-3, в которой конденсатор производит воду в виде конденсата и которая дополнительно содержит полупроницаемую мембрану, через которую конденсированная вода может испаряться в окружающую среду.4. The compressor system according to claims 1 to 3, in which the condenser produces water in the form of condensate and which further comprises a semipermeable membrane through which condensed water can evaporate into the environment. 5. Компрессорная система по п.4, в которой мембрана выполнена в виде трубки, заполняемой конденсированной водой самотеком.5. The compressor system according to claim 4, in which the membrane is made in the form of a tube filled by gravity with condensed water. 6. Компрессорная система по п.1, в которой компрессор имеет герметичный металлический корпус с внутренним объемом, соединенным с указанным входом подачи газа и с первой ступенью компрессора, причем внутренний объем дополнительно содержит двигатель для привода указанного компрессора и питающий клапан на входе подачи газа, который закрывается, когда клапан переключает поток газа на рециркуляцию через компрессор, и открывается, когда сжатый газ пропускают в нагнетательный трубопровод, за счет чего, в соответствии с состоянием включения клапана, газ может всасываться во внутренний объем корпуса при помощи первой ступени компрессора либо с указанного входа подачи газа, либо с указанного выхода компрессора.6. The compressor system according to claim 1, in which the compressor has a sealed metal casing with an internal volume connected to the specified gas supply inlet and to the first stage of the compressor, the internal volume additionally comprising a motor for driving said compressor and a supply valve at the gas supply inlet, which closes when the valve switches the gas flow to recirculation through the compressor, and opens when the compressed gas is passed into the discharge pipe, due to which, in accordance with the state of inclusion of the valve Pan, gas can be sucked into the internal volume of the casing using the first stage of the compressor either from the specified gas supply inlet or from the specified compressor output. 7. Компрессорная система по п.6, которая дополнительно содержит главный логический контроллер, подключенный к схеме управления двигателем для осуществления регулирования скорости вращения двигателя, чтобы двигатель и компрессор работали на пониженной скорости, причем указанную скорость регулируют во время регенерации таким образом, что ограничивается поток газа рециркуляции, проходящий через конденсатор, что позволяет охлаждать поток газа, когда он выходит из конденсатора, за счет чего осуществляется передача влаги из слоя десиканта в конденсатор.7. The compressor system according to claim 6, which further comprises a main logic controller connected to an engine control circuit for controlling the engine speed so that the engine and compressor operate at a reduced speed, said speed being regulated during regeneration so that flow is limited recirculation gas passing through the condenser, which allows you to cool the gas stream when it leaves the condenser, due to which moisture is transferred from the desiccant layer capacitor. 8. Компрессорная система по п.7, в которой двигатель представляет собой асинхронный электродвигатель переменного тока, а схема управления двигателем создает сигнал переменного тока с изменяющейся частотой, за счет чего скорость двигателя изменяется в соответствии с указанной изменяющейся частотой.8. The compressor system according to claim 7, in which the motor is an asynchronous AC motor, and the motor control circuit generates an AC signal with a varying frequency, due to which the speed of the engine changes in accordance with the indicated changing frequency. 9. Компрессорная система по пп.6-8, которая содержит установленную в корпусе схему управления двигателем, предназначенную для подвода тока к двигателю, причем указанная схема соединена с двигателем при помощи проводов, которые экранированы за счет указанного корпуса, в результате чего электромагнитное излучение, возникающее при протекании тока от схемы управления двигателем к двигателю, не передается на внешнюю сторону металлического корпуса.9. The compressor system according to claims 6-8, which comprises an engine control circuit installed in the housing for supplying current to the engine, said circuit being connected to the engine using wires that are shielded by said housing, resulting in electromagnetic radiation, that occurs when current flows from the engine control circuit to the engine, is not transmitted to the outside of the metal casing. 10. Компрессорная система по п.1, которая содержит главный логический контроллер, подключенный к байпасному клапану в байпасной линии, которая пропускает газ рециркуляции, так что он отклоняется и не проходит через указанный слой десиканта и конденсатор, в результате чего во время регенерации ограничивается поток газа рециркуляции, проходящий через конденсатор, что позволяет охлаждать поток газа, когда он выходит из конденсатора, за счет чего осуществляется передача влаги из слоя десиканта в конденсатор.10. The compressor system according to claim 1, which contains a main logic controller connected to a bypass valve in the bypass line, which passes recirculation gas, so that it deviates and does not pass through the specified desiccant layer and capacitor, as a result of which the flow is limited during regeneration recirculation gas passing through the condenser, which allows cooling the gas stream when it leaves the condenser, due to which moisture is transferred from the desiccant layer to the condenser. 11. Компрессорная система по п.10, в которой первая ступень компрессора имеет вход первой ступени компрессора, слой десиканта и конденсатор расположены по пути прохождения потока газа после первой ступени компрессора и байпасная линия отводит газ рециркуляции к входу первой ступени компрессора.11. The compressor system of claim 10, in which the first stage of the compressor has an input of the first stage of the compressor, the desiccant layer and the condenser are located along the gas flow path after the first stage of the compressor and the bypass line diverts recirculation gas to the inlet of the first stage of the compressor. 12. Компрессорная система по п.10 или 11, отличающаяся наличием герметичного металлического корпуса с внутренним объемом, соединенным с указанным входом подачи газа и с входом первой ступени компрессора, а байпасная линия отводит газ рециркуляции во внутренний объем герметичного металлического корпуса.12. The compressor system according to claim 10 or 11, characterized by the presence of a sealed metal casing with an internal volume connected to the specified gas supply inlet and with the input of the first stage of the compressor, and the bypass line discharges recirculation gas into the internal volume of the sealed metal casing. 13. Компрессорная система по п.1, отличающаяся тем, что компрессор представляет собой многоступенчатый компрессор, имеющий, по меньшей мере, первую и вторую ступени, причем слой десиканта и конденсатор расположены по пути прохождения потока газа от первой ступени ко второй ступени во время цикла сжатия газа, причем компрессорная система включает герметичный металлический корпус с внутренним объемом, соединенным с указанным входом первой ступени компрессора и с указанным входом подачи газа, первую байпасную линию, которая отводит газ рециркуляции во внутренний объем герметичного металлического корпуса, вторую байпасную линию, которая отводит газ рециркуляции во вторую ступень, и клапаны, предназначенные для отвода газа в первую и вторую байпасные линии, за счет чего во время цикла регенерации клапана могут срабатывать для отвода газа рециркуляции от прохождения через указанный слой десиканта и конденсатор как в первую, так и во вторую байпасные линии, с тем, чтобы во время регенерации ограничить поток газа рециркуляции, проходящего через конденсатор, давая возможность потоку газа охладиться внутри конденсатора, за счет чего осуществляется перемещение влаги из слоя десиканта в конденсатор.13. The compressor system according to claim 1, characterized in that the compressor is a multi-stage compressor having at least first and second stages, and the desiccant layer and condenser are located along the path of gas flow from the first stage to the second stage during the cycle gas compression, and the compressor system includes a sealed metal casing with an internal volume connected to the specified input of the first stage of the compressor and to the specified gas supply inlet, the first bypass line, which exhausts the gas accumulation into the internal volume of the sealed metal casing, a second bypass line that discharges the recirculation gas to the second stage, and valves designed to divert gas to the first and second bypass lines, due to which during the regeneration cycle the valves can operate to divert recirculation gas from passing through the indicated desiccant layer and the condenser in both the first and second bypass lines, so that during regeneration to restrict the flow of recirculation gas passing through the capacitor, allowing the gas flow is cooled inside the condenser, due to which moisture is transferred from the desiccant layer to the condenser. Приоритет по пунктам:Priority on points: 04.10.2002 по п.9;10/04/2002 according to claim 9; 09.09.2003 по пп.1-8.09.09.2003 according to claims 1-8.
RU2005113866/06A 2002-10-04 2003-10-06 Gas compression system RU2336434C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/265,096 US7011118B2 (en) 2002-10-04 2002-10-04 Residential compressor for refueling motor vehicles that operate on gaseous fuels
US10/265,096 2002-10-04
CA2,440,255 2003-09-09
CA002440255A CA2440255A1 (en) 2003-09-09 2003-09-09 Gas compressor with drier and radio emission controls

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005113866A RU2005113866A (en) 2005-10-10
RU2336434C2 true RU2336434C2 (en) 2008-10-20

Family

ID=32070534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005113866/06A RU2336434C2 (en) 2002-10-04 2003-10-06 Gas compression system

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1558365A2 (en)
JP (1) JP4499659B2 (en)
AU (1) AU2003273657A1 (en)
BR (1) BR0315044B1 (en)
MX (1) MXPA05003602A (en)
RU (1) RU2336434C2 (en)
WO (1) WO2004030794A2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014116260A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Gas Technology Energy Concepts Llc Fueling module
WO2020109846A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 Хайджен, Сиа Device for ensuring safe filling of a vehicle with lighter-than-air compressed gas fuel and method for filling a vehicle
RU2799995C1 (en) * 2019-06-13 2023-07-14 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Static dryer

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8167863B2 (en) * 2006-10-16 2012-05-01 Carefusion 303, Inc. Vented vial adapter with filter for aerosol retention
JP4952452B2 (en) * 2007-09-04 2012-06-13 トヨタ自動車株式会社 Working gas circulation hydrogen engine
US20190145677A1 (en) * 2017-11-16 2019-05-16 Multisorb Technologies, Inc. Air-conditioning system with integrated sorbent body

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01176426A (en) * 1987-06-29 1989-07-12 Kobe Steel Ltd Regeneration of dry dehumidifier and dry dehumidifier with regeneration air flow passage used as circulation path
DE3873653D1 (en) * 1987-07-23 1992-09-17 Sulzer Ag DEVICE FOR REFUELING A GAS FUEL TANK.
NZ229839A (en) * 1988-08-15 1992-01-29 Sulzer Ag Cng refueller with temperature and pressure cut-offs
NZ242143A (en) * 1991-05-30 1994-03-25 Sulzer Ag Apparatus for refuelling gas fuel tank; part of pressurised gas tank is load-bearing part for compressor housing
CA2116089C (en) * 1994-02-21 2004-05-04 Fuelmaker Corporation Method and apparatus for dewatering gas stream resulting in a clean water effluent
BE1010132A3 (en) * 1996-04-02 1998-01-06 Atlas Copco Airpower Nv Method and device for drying by a compressor compressed gas.
US6221130B1 (en) * 1999-08-09 2001-04-24 Cooper Turbocompressor, Inc. Method of compressing and drying a gas and apparatus for use therein
US6220052B1 (en) * 1999-08-17 2001-04-24 Liberty Fuels, Inc. Apparatus and method for liquefying natural gas for vehicular use
BE1013389A3 (en) * 2000-04-13 2001-12-04 Atlas Copco Airpower Nv Compressor installation with a dry device.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014116260A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Gas Technology Energy Concepts Llc Fueling module
WO2020109846A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 Хайджен, Сиа Device for ensuring safe filling of a vehicle with lighter-than-air compressed gas fuel and method for filling a vehicle
RU2799995C1 (en) * 2019-06-13 2023-07-14 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Static dryer

Also Published As

Publication number Publication date
BR0315044A (en) 2005-09-06
AU2003273657A8 (en) 2004-04-23
JP2006502374A (en) 2006-01-19
WO2004030794A2 (en) 2004-04-15
AU2003273657A1 (en) 2004-04-23
WO2004030794A3 (en) 2004-06-17
MXPA05003602A (en) 2006-04-05
JP4499659B2 (en) 2010-07-07
EP1558365A2 (en) 2005-08-03
BR0315044B1 (en) 2011-08-23
RU2005113866A (en) 2005-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6843836B2 (en) Integrated compressor drier apparatus
US5632802A (en) Apparatus and method of regenerating adsorbers for drying air
KR101250769B1 (en) Hybrid air conditioning system
RU2516636C2 (en) Gas drier
CN1720090B (en) Compressor
US20060144226A1 (en) Method and device for discharging and dehumidifying air in a cooking area
RU2336434C2 (en) Gas compression system
US8016570B2 (en) Gas compressor with drier and radio emission controls
JP3970731B2 (en) Drying system
RU2733843C1 (en) Device and method of wet compressed gas drying and compressor plant containing such device
JPH11343976A (en) Oil separating system
CA2500915C (en) Gas compressor with drier and radio emission controls
JP2004181373A (en) Air dryer
JP7222643B2 (en) Structure of drain processing part of oil-refrigerated compressor
KR20210086563A (en) Freeze-Dryer comprising Plurality of Vacuum Pump And Method of Controlling the Same
JP6203506B2 (en) Exhaust mist capture device for air dryer equipment
JP2008514390A (en) Liquid regeneration unit including a filter unit and a heating unit
RU2190458C1 (en) Plant for adsorption drying of gases
KR200336292Y1 (en) dehumidifier for air compressor
JP2003154355A (en) Device for treating drain and oil cooled type air compressor
CN108917022A (en) It is a kind of to recycle the air purifier that dries
RU2200680C2 (en) Vehicle air supply system
JPH1030566A (en) Air compressor and pre-processing air dryer
KR100773500B1 (en) High efficiency air-water separation apparatus of wet air purifiers using of cooling system with the function of thermostats
KR101967891B1 (en) Cooling tower capable for white smoke eliminating

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110530

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110707

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121007