WO2007019947A1 - Kolbenloser verdichter - Google Patents

Kolbenloser verdichter Download PDF

Info

Publication number
WO2007019947A1
WO2007019947A1 PCT/EP2006/007330 EP2006007330W WO2007019947A1 WO 2007019947 A1 WO2007019947 A1 WO 2007019947A1 EP 2006007330 W EP2006007330 W EP 2006007330W WO 2007019947 A1 WO2007019947 A1 WO 2007019947A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compressor
cylinder
operating fluid
supercharger
medium
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/007330
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Adler
Georg Siebert
Original Assignee
Linde Aktiengesellschaft
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
Application filed by Linde Aktiengesellschaft filed Critical Linde Aktiengesellschaft
Priority to AT06776393T priority Critical patent/ATE500424T1/de
Priority to DE502006009012T priority patent/DE502006009012D1/de
Priority to AU2006281714A priority patent/AU2006281714A1/en
Priority to EP06776393A priority patent/EP1913264B1/de
Priority to CA002618549A priority patent/CA2618549A1/en
Publication of WO2007019947A1 publication Critical patent/WO2007019947A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/06—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped
    • F04F1/10—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped of multiple type, e.g. with two or more units in parallel
    • F04F1/12—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped of multiple type, e.g. with two or more units in parallel in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/06—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/04—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B27/06—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/0804—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component 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
    • F04B39/0005—Component 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 adaptations of pistons
    • F04B39/0011—Component 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 adaptations of pistons liquid pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/06—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped
    • F04F1/10—Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped of multiple type, e.g. with two or more units in parallel

Definitions

  • the invention relates to a compressor with at least one Verdrängerzyiinder, in which a working fluid, in particular an ionic liquid, is arranged and which can be brought into connection with a suction port and a delivery port for medium, wherein the operating fluid is in operative connection with a designed as axial piston pump drive pump.
  • a working fluid in particular an ionic liquid
  • Such compressors are used for compressing gaseous media.
  • the medium is in this case displaced by means of the operating fluid in the displacement cylinder, whereby such compressors are referred to as piston-free compressor.
  • an ionic liquid can be used as the operating liquid.
  • liquids with a low vapor pressure or liquids with a low gas solubility Such liquids have in common that they do not dissolve in the medium and are separated from the medium residue-free, so that the compressed medium has a high purity.
  • the operating fluid is in this case conveyed by means of the axial piston pump designed as a drive pump in the displacement and sucked from the displacement to promote the medium of the suction port in the delivery port and to put under pressure.
  • the piston of the axial piston machine which are usually provided with a hydrostatic discharge in Appendix to hold on a slide of the axial piston pump.
  • the present invention has for its object to provide a compressor of the type mentioned available, which has a high durability with low construction costs.
  • the suction port of the compressor is associated with a supercharger.
  • a pre-compressor upstream of the compressor With a pre-compressor upstream of the compressor, a minimal pre-pressure of the medium to be delivered can be generated in a simple manner at the suction connection of the compressor.
  • This pre-compressor generated by the supercharger is on the operating fluid, which is in direct contact with the medium to be conveyed, also on the axial piston pump and acts on the piston of the axial piston pump in the suction cycle in the direction of the slide.
  • a supercharger according to the invention can thus be achieved with low construction costs and ensured that the pistons are held in abutment against the slide in the axial piston pump without mechanical retraction device or without changes in the retraction device. This makes it easy. Way possible to adjust the life of the axial piston pump without significant changes to the retraction device to the long life of the piston-less compressor, whereby a low construction cost a long life of the compressor can be achieved using a standardized
  • the supercharger is designed according to a preferred embodiment of the invention as a screw compressor. Due to the long service life of a pistonless compressor, it is necessary to select a supercharger with a correspondingly long service life in order to prevent the supercharger from being the weakest link in the service life chain.
  • a screw compressor does not require operating seals that have high tightness, thereby providing a standard screw compressor has a long life.
  • a screw compressor has low pulsations, whereby low noise emissions and low load on the compressor on the suction side can be achieved.
  • the supercharger can be lubricated by means of the operating fluid.
  • the operating fluid By lubricating the supercharger by the operating fluid is avoided that contamination of the medium to be delivered occurs through the use of the supercharger. Due to the lubrication with the operating fluid, the screw compressor emits only the operating fluid already present in the process, whereby a deterioration in the function of the compressor does not occur.
  • a separation device for separating operating fluid located in the conveyed medium is associated with the delivery connection of the compressor.
  • Separating device by means of the operating fluid emitted by the compressor into the conveyed medium can be separated from the medium, also from the lubricated with the operating fluid precompressor in the medium emitted operating fluid can be separated. On the suction side of the compressor no further separation device is thus required in order to deposit through the lubricated by the operating fluid screw compressor possibly in the medium to be pumped operating fluid.
  • the axial piston pump to a cylinder drum, in which at least one cylinder space is formed, which is in communication with the displacer, wherein in the cylinder chamber, a piston is longitudinally displaceable, which is supported on a slide, in particular an adjustable swash plate is.
  • the displacement cylinders are arranged in a cylinder block and are arranged radially. Due to the radial arrangement of Displacement cylinder in a rotating cylinder block is achieved that acts on the working fluid contained in the displacement of a centrifugal force, which allows a high speed of the compressor. This can be achieved with a small space requirement of the compressor, a high flow rate. In addition, only a small amount of operating fluid is required, causing the compressor low production costs and operating costs.
  • the cylinder block and the cylinder drum are rotationally synchronously coupled or integrally formed according to a preferred structural embodiment of the invention.
  • a pressure of 5-15 bar in particular a pressure of 8-10 bar, can be generated when using a standardized axial piston pump as a drive pump for the operating fluid a safe concern of the piston on the slide formed by the swash plate in Operation of the compressor can be ensured.
  • the compressor may be designed to convey liquids.
  • a compressor for compressing a gaseous medium in particular of hydrogen
  • a pistonless compressor according to the invention in which by means of a standardized supercharger, which is lubricated by the operating fluid, a pre-pressure of the gaseous medium can be generated on the suction side, a standardized axial piston machine can be used as a drive pump for the operating fluid, whereby a low Herstellaufwa ⁇ d with a long Life of the piston-less compressor using standardized components is achievable.
  • the figure shows a compressor 1 according to the invention in a longitudinal section.
  • a drive shaft 3 is rotatably mounted about a rotation axis 4.
  • a cylinder drum 5 is rotatably coupled, in which a plurality of displacement cylinders 6 are formed.
  • the displacement cylinder 6 are here designed as arranged in the cylinder drum 5 radial bores 14 and the Rotary axis 4 arranged in a star shape, wherein the longitudinal axis 7 of the displacer cylinder 6 is perpendicular to the axis of rotation 4 of the drive shaft 3 and thus the cylinder drum 5 is arranged.
  • the displacement cylinder 6 are in the radially inner region, each with a
  • the cylinder drum 5 is in this case supported in the axial direction on the control mirror 9, which is arranged on a housing cover 12 attached to the housing 2.
  • operating fluid 15 in particular ionic liquid, is arranged.
  • Each displacer cylinder 6 is connected by means of a connecting channel 13 with a cylinder chamber 16 of a hydraulic pump designed as an axial piston pump 17 in swash plate design.
  • the drive pump embodied as an axial piston pump 17 in this case has a cylinder block 18 which is arranged coaxially with the cylinder drum 5 and is non-rotatably connected with the cylinder drum 5 or the drive shaft 3. It is also possible to form the cylinder block 18 and the cylinder drum 5 as a common and thus one-piece cylinder drum.
  • the cylinder chambers 16 of the Axialkobenpumpe 17 are formed by in the cylinder block 18 concentrically arranged longitudinal bores 20, in each of which a piston 21 are arranged longitudinally displaceable.
  • the pistons 21 are supported by means of a sliding shoe 22 on a slide 23, which is formed on a swash plate. Between piston 21 and shoe 22, a spherical Gleitschuhgelenk is formed.
  • the axial piston machine 17 is designed as an axial piston machine which is adjustable in the displacement volume, wherein the swash plate provided with the slideway 23 is pivotably mounted on the housing 2 and can be tilted relative to the axis of rotation 4 by means of an adjusting device which is no longer shown.
  • the axial piston machine it is also possible to form the axial piston machine with a fixed displacement volume, wherein the swash plate can be formed directly on the housing 2.
  • the cylinder drum 5 and the drive pump 17 are arranged in the common housing.
  • a pre-compressor 30 is assigned to the suction connection 10 of the compressor 1.
  • the supercharger 30 is designed as a screw compressor and lubricated by the operating fluid 15.
  • the supercharger 30 generates this at the suction port 10, a pre-pressure of the medium of about 8-10 bar.
  • the pre-pressure of the medium acts on the in the displacement cylinder 6, the connecting channels 13 and the cylinder bores 16 operating fluid 15, which is in direct contact with the medium, the piston 21 in the direction of the swash plate formed on the slideway 23. This is in the suction cycle of the Axial piston pump 17 a safe concern of the piston 21 on the slide 23 achieved.
  • the delivery port 11 is associated with a separation device 31, with the operating fluid 15 possibly emitted in the delivery port 11 can be separated from the conveyed medium. As a result, a high purity of the pumped medium is achieved.
  • Cylinder drum 5 and the cylinder block 18 is driven.
  • the axial piston pump delivers operating fluid 15 from the cylinder chambers 16 into the displacer cylinders 6, whereby the medium flowing in via the suction port 10 into the displacer cylinders 6 is compressed by the fluid 15 and conveyed into the delivery port 11.
  • a secure abutment of the pistons 21 of the drive pump designed as an axial piston pump 17 on the slideway 23 is ensured by the pre-compressor of the medium generated by the supercharger 30 at the suction port 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

Verdichter (1) mit zumindest einem Verdrängerzylinder (S), in dem eine Betriebsflüssigkeit (15) , insbesondere eine ionischen Flüssigkeit, angeordnet ist und der mit einem Sauganschluss (10) sowie einem Förderanschluss (11) für Medium in Verbindung bringbar ist, wobei die Betriebsflüssigkeit (15) mit einer als Axialkolbenpumpe (17) ausgebildeten Antriebspumpe in Wirkverbindung steht. Zur Lösung der Aufgabe, einen Verdichter zur Verfügung zu stellen, der mit geringem Bauaufwand eine hohe Lebensdauer aufweist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass dem Sauganschluss (10) des Verdichters (1) ein Vorverdichter (30) zugeordnet ist.

Description

Beschreibung
Kolbenloser Verdichter
Die Erfindung betrifft einen Verdichter mit zumindest einem Verdrängerzyiinder, in dem eine Betriebsflüssigkeit, insbesondere eine ionischen Flüssigkeit, angeordnet ist und der mit einem Sauganschluss sowie einem Förderanschluss für Medium in Verbindung bringbar ist, wobei die Betriebsflüssigkeit mit einer als Axialkolbenpumpe ausgebildeten Antriebspumpe in Wirkverbindung steht.
Derartige Verdichter werden zum Verdichten von gasförmigen Medien eingesetzt. Das Medium wird hierbei mittels der Betriebsflüssigkeit in dem Verdrängerzylinder verdrängt, wodurch derartige Verdichter als kolbenlose Verdichter bezeichnet werden.
Als Betriebsflüssigkeit kann eine ionische Flüssigkeit verwendet werden. Es ist jedoch ebenfalls möglich, Flüssigkeiten mit einem niedrigen Dampfdruck oder Flüssigkeiten mit einer geringen Gaslöslichkeit zu verwenden. Derartigen Flüssigkeiten ist gemeinsam, dass sich diese nicht in dem Medium lösen und von dem Medium rückstandfrei abtrennbar sind, so dass das verdichtete Medium eine hohe Reinheit aufweist.
Die Betriebsflüssigkeit wird hierbei mittels der als Axialkolbenpumpe ausgebildeten Antriebspumpe in die Verdrängerzylindern gefördert und aus den Verdrängerzylindern gesaugt, um das Medium von dem Sauganschluss in den Förderanschluss zu fördern und unter Druck zu setzen. Bei der Verwendung einer Axialkolbenpumpe als Antriebspumpe ist hierbei für den sicheren Betrieb des Verdichters erforderlich, dass im Saugtakt der Axialkobenpumpe, bei dem Betriebsflüssigkeit aus dem Verdrängerzylinder gesaugt wird, die Kolben der Axialkolbenmaschine, die in der Regel mit einer hydrostatischen Entlastung versehen sind, in Anlage an einer Gleitbahn der Axialkolbenpumpe zu halten.
Hierzu ist es bekannt, an der Axialkolbenpumpe eine mechanische Rückzugseinrichtung vorzusehen, die die Kolben in Anlage an die Gleitbahn hält. Eine derartige mechanische Rückzugseinrichtung weist jedoch einen hohen Bauaufwand auf. Ein gattungsgemäßer kolbenloser Verdichter weist aufgrund fehlender mechanischer Dichtungen und fehlender Kolben in den Verdrängerzylindern eine hohe Lebensdauer auf. Die Anpassung einer Axialkolbenpumpe mit einer mechanischen Rückzugseinrichtung an die hohe Lebensdauer des kolbenlosen Verdichters erfordert zudem einen hohen Bauaufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdichter der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, der mit geringem Bauaufwand eine hohe Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Sauganschluss des Verdichters ein Vorverdichter zugeordnet ist. Mit einem dem Verdichter vorgeschaltenem Vorverdichter kann am Sauganschluss des Verdichters auf einfache Weise ein minimaler Vordruck des zu fördernden Mediums erzeugt werden. Dieser von dem Vorverdichter erzeugte Vordruck steht über die Betriebsflüssigkeit, die in direktem Kontakt mit dem zu fördernden Medium steht, ebenfalls an der Axialkolbenpumpe an und beaufschlagt die Kolben der Axialkolbenpumpe im Saugtakt in Richtung der Gleitbahn. Mit einem erfindungsgemäßen Vorverdichter kann somit mit geringem Bauaufwand erzielt und sichergestellt werden, dass bei der Axialkolbenpumpe ohne mechanische Rückzugseinrichtung bzw. ohne Änderungen der Rückzugseinrichtung die Kolben in Anlage an die Gleitbahn gehalten werden. Hierdurch ist es auf einfache. Weise möglich, die Lebensdauer der Axialkolbenpumpe ohne nennenswerte Änderungen an der Rückzugseinrichtung an die hohe Lebensdauer des kolbenlosen Verdichters anzupassen, wodurch mit geringem Bauaufwand eine hohe Lebensdauer des Verdichters unter Verwendung einer standardisierten Axialkolbenpumpe erzielt werden kann.
Als Vorverdichter können verschieden Bauformen von Verdichtern bzw. Pumpen verwendet werden. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Vorverdichter gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung als Schraubenverdichter ausgebildet ist. Durch die hohe Lebensdauer eines kolbenlosen Verdichters ist es erforderlich, einen Vorverdichter mit einer entsprechend hohen Lebensdauer auszuwählen, um zu verhindern, dass der Vorverdichter das schwächste Glied in der Lebensdauerkette ist. Ein Schraubenverdichter benötigt keine Betriebsdichtungen, die eine hohe Dichtigkeit aufweisen, wodurch ein standardisierter Schraubenverdichter eine hohe Lebensdauer aufweist. Zudem weist ein Schraubenverdichter geringe Pulsationen auf, wodurch geringe Lärmemissionen und geringe Belastung des Verdichters an der Saugseite erzielbar sind.
Mit besonderem Vorteil ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Vorverdichter mittels der Betriebsflüssigkeit schmierbar. Durch die Schmierung des Vorverdichters durch die Betriebsflüssigkeit wird vermieden, dass durch den Einsatz des Vorverdichters eine Verunreinigung des zu fördernden Mediums auftritt. Der Schraubenverdichter emittiert durch die Schmierung mit der Betriebsflüssigkeit lediglich die bereits im Prozess vorhandene befindliche Betriebsflüssigkeit, wobei eine Beeinträchtigung der Funktion des Verdichters nicht auftritt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist dem Förderaπschluss des Verdichters eine Abscheidevorrichtung zum Abtrennen von in dem geförderten Medium befindlichen Betriebsflüssigkeit zugeordnet ist. Mit einer derartigen
Abscheidevorrichtung, mittels der von dem Verdichter in das geförderte Medium emittierte Betriebsflüssigkeit aus dem Medium abgetrennt werden kann, kann ebenfalls die von dem mit der Betriebsflüssigkeit geschmierten Vorverdichter in das Medium emittierte Betriebsflüssigkeit abgetrennt werden. Auf der Saugseite des Verdichters ist somit keine weitere Abscheidevorrichtung erforderlich, um durch den von der Betriebsflüssigkeit geschmierten Schraubenverdichter möglicherweise in das zu fördernde Medium emittierte Betriebsflüssigkeit abzuscheiden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung weist die Axialkolbenpumpe eine Zylindertrommel auf, in der zumindest ein Zylinderraum ausgebildet ist, der mit dem Verdrängerzylinder in Verbindung steht, wobei in dem Zylinderraum ein Kolben längsverschiebbar angeordnet ist, der an einer Gleitbahn, insbesondere einer verstellbaren Schrägscheibe, abgestützt ist. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Verbindung des Verdrängerzylinders mit dem Zylinderraum und somit dem Kolben erzielt werden, um mit dem von dem Vorverdichter erzeugten
Vordruck eine sichere Anlage des Kolbens an der von der Schrägscheibe gebildeten Gleitbahn im Saugtakt der Antriebspumpe zu erzielen.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Verdrängerzylinder in einem Zylinderblock angeordnet sind und radial angeordnet sind. Durch die radiale Anordnung der Verdrängerzylinder in einem rotierenden Zylinderblock wird erzielt, dass auf die in den Verdrängerzylindern befindliche Betriebsflüssigkeit eine Fliehkraft wirkt, die eine hohe Drehzahl des Verdichters ermöglicht. Hierdurch kann bei kleinem Bauraumbedarf des Verdichters eine hohe Förderleistung erzielt werden. Zudem ist lediglich eine geringe Menge an Betriebsflüssigkeit erforderlich, wodurch der Verdichter geringe Herstellkosten und Betriebkosten verursacht.
Der Zylinderblock und die Zylindertrommel sind gemäß, einer bevorzugten baulichen Ausführungsform der Erfindung drehsynchron gekoppelt oder einstückig ausgebildet.
Sofern mit dem Vorverdichter am Sauganschluss ein Druck von 5-15 bar, insbesondere ein Druck von 8-10 bar, erzeugbar ist, kann bei Verwendung einer standardisierten Axialkolbenpumpe als Antriebspumpe für die Betriebsflüssigkeit ein sicheres Anliegen der Kolben an der von der Schrägscheibe gebildeten Gleitbahn im Betrieb des Verdichters sichergestellt werden.
Der Verdichter kann zur Förderung von Flüssigkeiten ausgebildet sein.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Verdichter zum Verdichten eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Wasserstoff, ausgebildet ist. Mit einem erfindungsgemäßen kolbenlosen Verdichter, bei dem mittels eines standardisierten Vorverdichters, der von der Betriebsflüssigkeit geschmiert ist, an der Saugseite ein Vordruck des gasförmigen Mediums erzeugbar ist, kann eine standartisierte Axialkolbenmaschine als Antriebspumpe für die Betriebsflüssigkeit verwendet werden, wodurch ein geringer Herstellaufwaπd mit einer langen Lebensdauer des kolbenlosen Verdichters unter Verwendung standardisierter Komponenten erzielbar ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Verdichter 1 in einem Längsschnitt. Innerhalb eines Gehäuses 2 ist eine Triebwelle 3 um eine Drehachse 4 drehbar gelagert. Mit der Triebwelle 3 ist eine Zylindertrommel 5 drehsynchron gekoppelt, in der mehrere Verdrängerzylinder 6 ausgebildet sind. Die Verdrängerzylinder 6 sind hierbei als in der Zylindertrommel 5 angeordnete Radialbohrungen 14 ausgebildet und um die Drehachse 4 sternförmig angeordnet, wobei die Längsachse 7 der Verdrängerzylinder 6 senkrecht zur Drehachse 4 der Triebwelle 3 und somit der Zylindertrommel 5 angeordnet ist.
Die Verdrängerzylinder 6 stehen im radial inneren Bereich mit jeweils einem
Verbindungskanal 8 in Verbindung, der mit einem scheibenförmigen Steuerspiegel 9 in Wirkverbindung steht, wobei mittels des Steuerspiegels 9 die Verbindung der Verdrängerzylinder 6 bei der Drehung der Zylindertrommel 5 mit einem Sauganschluss 10 sowie einem Förderanschluss 11 steuerbar ist. Die Zylindertrommel 5 ist hierbei in Axialrichtung an dem Steuerspiegel 9 abgestützt, der an einem an dem Gehäuse 2 befestigten Gehäusedeckel 12 angeordnet ist.
In den Verdrängerzylindem 6 ist Betriebsflüssigkeit 15, insbesondere ionische Flüssigkeit, angeordnet.
Jeder Verdrängerzylinder 6 steht mittels eines Verbindungskanals 13 mit einem Zylinderraum 16 einer als Axialkolbenpumpe 17 in Schrägscheibenbauweise ausgebildeten hydraulischen Antriebspumpe in Verbindung. Die als Axialkolbenpumpe 17 ausgebildete Antriebspumpe weist hierbei einen Zylinderblock 18 auf, der koaxial zu der Zylindertrommel 5 angeordnet und mit der Zylindertrommel 5 bzw. der Triebwelle 3 drehfest verbunden ist. Es ist ebenfalls möglich, den Zylinderblock 18 und die Zylindertrommel 5 als gemeinsame und somit einstückige Zylindertrommel auszubilden.
Die Zylinderräume 16 der Axialkobenpumpe 17 sind von in dem Zylinderblock 18 konzentrisch angeordneten Längsbohrungen 20 gebildet, in denen jeweils ein Kolben 21 längsverschiebbar angeordnet sind. Die Kolben 21 sind mittels jeweils eines Gleitschuhs 22 an einer Gleitbahn 23 abgestützt, die an einer Schrägscheibe ausgebildet ist. Zwischen Kolben 21 und Gleitschuh 22 ist ein kugeliges Gleitschuhgelenk ausgebildet.
Die Axialkolbenmaschine 17 ist als im Verdrängervolumen verstellbare Axialkolbenmaschine ausgebildet, wobei die mit der Gleitbahn 23 versehene Schrägscheibe am Gehäuse 2 schwenkbar gelagert ist und mittels einer nicht mehr dargestellten Stelleinrichtung bezüglich der Drehachse 4 neigbar ist. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Axialkolbenmaschine mit einem festen Verdrängervolumen auszubilden, wobei die Schrägscheibe unmittelbar am Gehäuse 2 ausgebildet werden kann.
Die Zylindertrommel 5 und die Antriebspumpe 17 sind hierbei in dem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
Erfindungsgemäß ist dem Sauganschluss 10 des Verdichters 1 ein Vorverdichter 30 zugeordnet. Der Vorverdichter 30 ist als Schraubenverdichter ausgebildet und von der Betriebsflüssigkeit 15 geschmiert.
Der Vorverdichter 30 erzeugt hierbei am Sauganschluss 10 einen Vordruck des Mediums von ca. 8-10 bar. Der Vordruck des Mediums beaufschlagt über die in den Verdrängerzylinder 6, den Verbindungskanälen 13 und den Zylinderbohrungen 16 befindliche Betriebsflüssigkeit 15, die in direktem Kontakt mit dem Medium steht, die Kolben 21 in Richtung der an der Schrägscheibe ausgebildeten Gleitbahn 23. Hierdurch wird im Saugtakt der Axialkolbenpumpe 17 ein sicheres Anliegen der Kolben 21 an der Gleitbahn 23 erzielt.
Dem Förderanschluss 11 ist eine Abscheidevorrichtung 31 zugeordnet, mit der in dem Förderanschluss 11 möglicherweise emittierte Betriebsflüssigkeit 15 von dem geförderten Medium abgetrennt werden kann. Hierdurch wird eine hohe Reinheit des geförderten Mediums erzielt.
Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Verdichters 1 wird über die Triebwelle 3 die
Zylindertrommel 5 und der Zylinderblock 18 angetrieben. Die Axialkolbenpumpe fördert Betriebsflüssigkeit 15 von den Zylinderräumen 16 in die Verdrängerzylinder 6, wodurch das über den Sauganschluss 10 in die Verdrängerzylinder 6 einströmende Medium durch die Flüssigkeit 15 verdichtet und in den Förderanschluss 11 gefördert wird. Hierbei wird durch den von dem Vorverdichter 30 erzeugten Vordruck des Mediums am Sauganschluss 10 ein sicheres Anliegen der Kolben 21 der als Axialkolbenpumpe 17 ausgebildeten Antriebspumpe an der Gleitbahn 23 sichergestellt. Im Betrieb des Verdichters 1 wirkt aufgrund der radialen Anordnung der Verdrängerzylinder 6 durch die Rotation der Zylindertrommel 5 auf die Flüssigkeit 15 Fliehkraft ein, die die Betriebsflüssigkeit beschleunigt, wodurch die Flüssigkeitssäule der Betriebsflüssigkeit 15 in den Verdrängerzylindern 6 mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden kann und somit der Verdichter 1 mit einer hoher Drehzahl und somit einer hohen Zyklusgeschwindigkeit betrieben werden kann. Hierdurch wird bei geringem Bauraum des Verdichters 1 und geringem Bedarf an Betriebsflüssigkeit 15 eine hohe Förderleistung erzielt. Durch den von dem Vorverdichter 30 erzeugten Vordruck des Mediums kann hierbei eine standardisierte Axialkolbenpumpe 17 verwendet werden, die ohne nennenswerte Änderungen an der mechanischen Rückzugseinrichtung an die hohe Lebensdauer des kolbenlosen Verdichters 1 angepasst ist. Die Ausgestaltung des Vorverdichters 30 als standardisierter Schraubenverdichter, der von der Betriebsflüssigkeit 15 geschmiert ist, ermöglicht mit geringem Bauaufwand eine Anpassung der Lebensdauer eines standardisierten Vorverdichters 30 an die hohe Lebensdauer des kolbenlosen Verdichters. Von dem Vorverdichter 30 in das zu fördernde Medium emittierte Betriebsflüssigkeit 15 kann auf einfache Weise mittels der dem Förderanschluss 11 zugeordneten Abscheidevorrichtung 31 aus dem geförderten Medium abgetrennt werden. Insgesamt ist somit ein kolbenloser Verdichter 1 mit geringem Herstellaufwand, geringem Bauaufwand und geringen Betriebskosten erzielbar.

Claims

Patentansprüche
1. Verdichter mit zumindest einem Verdrängerzylinder, in dem eine
Betriebsflüssigkeit, insbesondere eine ionischen Flüssigkeit, angeordnet ist und der mit einem Sauganschluss sowie einem Förderanschluss für Medium in Verbindung bringbar ist, wobei die Betriebsflüssigkeit mit einer als
Axialkolbenpumpe ausgebildeten Antriebspumpe in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sauganschluss (10) des Verdichters (1) ein Vorverdichter (30) zugeordnet ist.
2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverdichter (30) als Schraubenverdichter ausgebildet ist.
3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverdichter (30) mittels der Betriebsflüssigkeit (15) schmierbar ist.
4. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Förderanschluss (11) des Verdichters (1) eine Abscheidevorrichtung (31) zum Abtrennen von in dem geförderten Medium befindlichen Betriebsflüssigkeit (15) zugeordnet ist.
5. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkolbenpumpe (17) eine Zylindertrommel (18) aufweist, in der zumindest ein Zylinderraum (16) ausgebildet ist, der mit dem Verdrängerzylinder (6) in Verbindung steht, wobei in dem Zylinderraum (16) ein Kolben (21) längsverschiebbar angeordnet ist, der an einer Gleitbahn (23), insbesondere einer verstellbaren Schrägscheibe, abgestützt ist.
6. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerzylinder (6) in einem Zylinderblock (5) angeordnet sind und radial angeordnet sind.
7. Verdichter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderblock (5) und die Zylindertrommel (17) drehsynchron gekoppelt sind oder einstückig ausgebildet sind.
8. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Vorverdichters (30) am Sauganschluss ein Druck von 5-15 bar, insbesondere ein Druck von 8-10 bar, erzeugbar ist.
9. Verdichter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (1) zum Verdichten eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Wasserstoff, ausgebildet ist.
PCT/EP2006/007330 2005-08-12 2006-07-25 Kolbenloser verdichter WO2007019947A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT06776393T ATE500424T1 (de) 2005-08-12 2006-07-25 Kolbenloser verdichter
DE502006009012T DE502006009012D1 (de) 2005-08-12 2006-07-25 Kolbenloser verdichter
AU2006281714A AU2006281714A1 (en) 2005-08-12 2006-07-25 Non-positive compressor
EP06776393A EP1913264B1 (de) 2005-08-12 2006-07-25 Kolbenloser verdichter
CA002618549A CA2618549A1 (en) 2005-08-12 2006-07-25 Non-positive compressor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005038268.1 2005-08-12
DE102005038268A DE102005038268A1 (de) 2005-08-12 2005-08-12 Kolbenloser Verdichter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007019947A1 true WO2007019947A1 (de) 2007-02-22

Family

ID=37102007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/007330 WO2007019947A1 (de) 2005-08-12 2006-07-25 Kolbenloser verdichter

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1913264B1 (de)
KR (1) KR20080033397A (de)
CN (1) CN101243258A (de)
AT (1) ATE500424T1 (de)
AU (1) AU2006281714A1 (de)
CA (1) CA2618549A1 (de)
DE (2) DE102005038268A1 (de)
WO (1) WO2007019947A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009020925A1 (de) * 2009-05-12 2010-11-18 Linde Aktiengesellschaft Verdichter mit Kolbendummy
DE102015007736A1 (de) * 2015-06-16 2016-12-22 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Verdichtungsvorrichtung zum Verdichten eines Gases
EP4061983A1 (de) 2019-11-21 2022-09-28 EEG Elements Energy GmbH Elektrolysevorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4566860A (en) * 1984-03-28 1986-01-28 Ben Cowan Liquid piston compression systems for compressing steam
DE19848234A1 (de) 1998-10-20 2000-04-27 Huels Infracor Gmbh Verfahren und Verdichter zum Komprimieren von Gasen
DE10154723A1 (de) * 2000-11-10 2002-10-31 Parker Hannifin Corp Axialkolbenpumpe mit interner Vorverdichtung
US20030039554A1 (en) 2001-08-23 2003-02-27 Igor Krasnov Method and apparatus for filling a storage vessel with compressed gas
EP1526279A1 (de) * 2000-07-21 2005-04-27 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Axialkolbenmaschine mit einer Rückzugeinrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191009591A (en) * 1907-02-02 1911-01-12 Elie Gaucher Improvements in and relating to Air Compressors adapted to Work as Vacuum Pumps.
WO2004024298A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Kalmarin Tila Apparatus and method for pressurising biogas in a gas washer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4566860A (en) * 1984-03-28 1986-01-28 Ben Cowan Liquid piston compression systems for compressing steam
DE19848234A1 (de) 1998-10-20 2000-04-27 Huels Infracor Gmbh Verfahren und Verdichter zum Komprimieren von Gasen
EP1526279A1 (de) * 2000-07-21 2005-04-27 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Axialkolbenmaschine mit einer Rückzugeinrichtung
DE10154723A1 (de) * 2000-11-10 2002-10-31 Parker Hannifin Corp Axialkolbenpumpe mit interner Vorverdichtung
US20030039554A1 (en) 2001-08-23 2003-02-27 Igor Krasnov Method and apparatus for filling a storage vessel with compressed gas

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080033397A (ko) 2008-04-16
ATE500424T1 (de) 2011-03-15
EP1913264B1 (de) 2011-03-02
CN101243258A (zh) 2008-08-13
AU2006281714A1 (en) 2007-02-22
EP1913264A1 (de) 2008-04-23
CA2618549A1 (en) 2007-02-22
DE502006009012D1 (de) 2011-04-14
DE102005038268A1 (de) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015004113B4 (de) Kompressor mit Ölrückführeinheit
EP1190174B1 (de) Pumpenanordnung zur förderung von kraftstoff
EP2061974B1 (de) Kolbenloser verdichter
DE60113894T2 (de) Dichtungsanordnungen
DE2821593C2 (de) Zweistufenpumpe
DE102010034086A1 (de) Hochdruckpumpe
EP1913264B1 (de) Kolbenloser verdichter
EP2379890A2 (de) Förderaggregat
EP1785622B1 (de) Hydraulische Pumpe
EP1910674B1 (de) Verdrängereinheit mit einem steuerspiegelkörper
DE102009039829A1 (de) Hydrostatische Axialkolbenpumpe, insbesondere Schrägscheibenpumpe
DE4130729A1 (de) Bremsdruckregelvorrichtung fuer eine hydraulische kraftfahrzeugbremsanlage
EP1228313B1 (de) Hydraulische kolbenpumpe
EP2409015B1 (de) Hochdruckpumpe
EP1910675B1 (de) Triebwerk
DE102007060883A1 (de) Hydraulische Arbeitsmaschine
DE102007043594B4 (de) Spiralverdichter mit Doppelspirale
EP0843096B1 (de) Koppeleinrichtung zwischen einer Kraftstoff-Förderpumpe und einer Luft fördernden Pumpe in einem Gehäuse angeordnet
DE4200576A1 (de) Hochdruck-anordnungen
DE102015202636A1 (de) Förderaggregat für ein Kraftstoffeinspritzsystem sowie Kraftstoffeinspritzsystem
DE10149010A1 (de) Taumelscheibenkompressor
DE19906839A1 (de) Kraftstoffpumpe
DD210565A3 (de) Einrichtung zur axialkraftentlastung der rotoren eines schraubenverdichters
DE102011121055A1 (de) Mehrstufiger Verdichter sowie ein mit einem solchen Verdichter ausgestattetes Luftfedersystem
DE102004017049A1 (de) Pumpenelemente in Reihenanordnung für Bremsanlagen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006776393

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008525423

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006281714

Country of ref document: AU

Ref document number: 2618549

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020087003398

Country of ref document: KR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680029331.1

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006281714

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20060725

Kind code of ref document: A

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006281714

Country of ref document: AU

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006776393

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP