WO2007104398A1 - Verdichter - Google Patents

Verdichter Download PDF

Info

Publication number
WO2007104398A1
WO2007104398A1 PCT/EP2007/001250 EP2007001250W WO2007104398A1 WO 2007104398 A1 WO2007104398 A1 WO 2007104398A1 EP 2007001250 W EP2007001250 W EP 2007001250W WO 2007104398 A1 WO2007104398 A1 WO 2007104398A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compressor
inlet
bore
outlet
channel
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/001250
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Adler
Georg Siebert
Martin Stehrlein
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
Publication of WO2007104398A1 publication Critical patent/WO2007104398A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points

Definitions

  • the invention relates to a compressor for cryogenic media, the input side is connected to an input line and the output side with an output line.
  • tank pressure control or cooling device cause a high construction cost and manufacturing costs for the operation of the compressor.
  • the present invention has for its object to provide a compressor of the type mentioned available, which can be operated with low construction costs and manufacturing costs.
  • the inlet line is associated with a throttle device.
  • the inlet line of the compressor associated throttle device is achieved in a simple manner that occurs at the throttle point formed by the throttle device, a pressure drop.
  • this pressure drop is large due to the higher density of the medium, whereby the medium goes into the gaseous state. at inflowing gaseous medium, the pressure drop occurring is correspondingly low.
  • the throttle device is thus achieved that both in inflowing liquid medium and in inflowing gaseous medium, a nearly constant input density and inlet temperatures of the compressor can be maintained, can be dispensed with a tank pressure control or cooling device in the input line.
  • the compressor is thus operable with low construction costs and low production costs, wherein in addition a high efficiency of the compressor can be achieved by low energy consumption.
  • the compressor is designed as a piston compressor with a compressor piston arranged in a compressor cylinder and provided with a cylinder head, in which an inlet channel communicating with the inlet line and an outlet channel communicating with the outlet line is formed, wherein the inlet channel is provided with a throttle restriction forming diameter constriction.
  • an inlet valve is associated with the inlet channel and an outlet valve with the outlet channel.
  • an intake valve and exhaust valve disposed in the cylinder head, the compressor can be easily controlled.
  • the inlet channel and the outlet channel are formed by a bore formed in the cylinder head.
  • the inlet channel and the outlet channel are formed by a concentric bore, only one bore for the inlet channel and the outlet channel is to be provided in the cylinder head.
  • At least one transverse bore branches off from the bore, by means of which the bore can be produced with a compressor chamber formed by the compressor cylinder and the compressor piston, the transverse bore being arranged in the longitudinal direction of the bore between the inlet valve and the outlet valve is and the Throttling device is arranged upstream of the inlet valve.
  • This can be arranged with little construction effort in the cylinder head formed in the bore, which forms the inlet channel and the outlet channel, the throttle device and a connection to the displacement chamber can be made.
  • FIG. 1 shows a compressor according to the invention in a longitudinal section
  • Figure 2 shows the section through a cylinder head.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of an inventive compressor 1 designed as a piston compressor.
  • the compressor has a housing 2, in which a crankshaft 3 is rotatably mounted.
  • a compressor cylinder 4 is arranged, in which a compressor piston 5 is arranged.
  • a compressor chamber 14 is formed between the compressor cylinder 4 and the compressor piston 5.
  • the compressor piston 5 is designed as a rotary piston, on which a connecting rod
  • the connecting rod 6 is integrally formed.
  • the connecting rod 6 is connected by means of a connecting rod with the crankshaft 3 designed as an eccentric shaft.
  • a cylinder head 7 is arranged, in which an inlet pipe 9 and an outlet pipe 10 is formed.
  • an intake passage 20 is formed which communicates with the intake passage 9.
  • an intake valve 11 is arranged in the intake passage 20.
  • An exhaust passage 21 formed in the cylinder head 7, which communicates with the exhaust passage 10, is provided with an exhaust valve 12.
  • Inlet passage 20 and the outlet passage 21 each provided with a thread.
  • the cylinder head 7 is shown in a longitudinal section.
  • the cylinder head 7 is shown in a longitudinal section.
  • the bore 22 which forms the inlet channel 20 and the outlet channel 21.
  • the bore 22 is provided with transverse bores 23, the Connection of the inlet channel 20 and the outlet channel 21 are provided with the displacement chamber 14.
  • a housing shoulder 24 formed by a diameter transition of the bore 22 is formed in the flow direction, against which the inlet valve 11 shown in FIG. Downstream of the transverse bores 23, a housing shoulder 25 formed by a diameter transition is formed on the bore 22, against which the outlet valve 12 shown in FIG. 1 rests.
  • the inlet channel 9 is provided upstream of the housing paragraph 24 and thus upstream of the inlet valve 11 according to the invention with a diameter constriction 26, which forms a throttle device 27 for the inflowing medium.
  • a throttle device 27 is achieved that the compressor 1 can be operated both with inflowing gaseous medium as well as incoming liquid medium with a nearly constant input density and inlet temperature of the medium to be compressed.
  • a tank pressure control or a cooling device associated with the inlet line is not required in this case, whereby no additional energy consumption occurs and thus the compressor can be operated with high efficiency.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verdichter (1 ) für kryogene Medien, der eingangsseitig mit einer Eingangsleitung (9) und ausgangsseitig mit einer Ausgangsleitung (10) in Verbindung steht. Die Aufgabe, einen Verdichter zur Verfügung zu stellen, der bei geringem Bauaufwand und Herstellaufwand betrieben werden, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Einlassleitung (9) eine Drosseleinrichtung (27) zugeordnet ist.

Description

Beschreibung
Verdichter
Die Erfindung betrifft einen Verdichter für kryogene Medien, der eingangsseitig mit einer Eingangsleitung und ausgangsseitig mit einer Ausgangsleitung in Verbindung steht.
Bei bekannten Verdichtern für kryogene Medien, beispielsweise Stickstoff, Erdgas oder Wasserstoff in jeweils flüssigem oder gasförmigem Zustand, ist es erforderlich, dass dem Verdichter eingangsseitig kryogenes Medium mit konstanter Eingangstemperatur und konstanter Eingangsdichte zuströmt. Hierzu ist es bekannt, in einem Tank, aus dem der Verdichter mittels der Eingangsleitung in Verbindung steht, eine Tankdruckregelung vorzusehen, die für konstante Eingangstemperatur und Eingangsdichte des in der Eingangsleitung dem Verdichter zuströmenden Mediums sorgt. Zudem ist es möglich, in der Eingangsleitung eine Kühleinrichtung anzuordnen, mittels der in der Eingangsleitung in den gasförmigen Zustand verdampftes Medium abgekühlt wird, um zu erzielen, dass dem Verdichter stets flüssiges Medium mit konstanter Eingangstemperatur und Eingangsdichte zuströmt. Eine derartige Kühleinrichtung weist jedoch einen hohen Energieverbrauch auf, wodurch entsprechende Wirkungsgradverluste des Verdichters entstehen. Eine derartige
Tankdruckregelung oder Kühleinrichtung bewirken jedoch einen hohen Bauaufwand und Herstellaufwand für den Betrieb des Verdichters.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdichter der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, der bei geringem Bauaufwand und Herstellaufwand betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Einlassleitung eine Drosseleinrichtung zugeordnet ist. Mit einer derartigen, der Einlassleitung des Verdichters zugeordneten Drosseleinrichtung wird auf einfache Weise erzielt, dass an der von der Drosseleinrichtung gebildeten Drosselstelle ein Druckabfall auftritt. Bei zuströmendem flüssigen Medium ist dieser Druckabfall aufgrund der höheren Dichte des Mediums groß, wodurch das Medium in den gasförmigen Zustand übergeht. Bei zuströmendem gasförmigen Medium ist der auftretende Druckabfall entsprechend gering. Mit der Drosseleinrichtung wird somit erzielt, dass sowohl bei zuströmendem flüssigen Medium als auch bei zuströmendem gasförmigen Medium eine nahezu konstante Eingangsdichte und Eingangstemperaturen des Verdichters gehalten werden kann, wobei auf eine Tankdruckregelung oder eine Kühleinrichtung in der Eingangsleitung verzichtet werden kann. Der Verdichter ist somit mit geringem Bauaufwand und geringem Herstellaufwand betreibbar, wobei zudem ein hoher Wirkungsgrad des Verdichters durch geringen Energieverbrauch erzielbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Verdichter als Kolbenverdichter mit einem in einem Verdichterzylinder angeordneten Verdichterkolben ausgebildet und mit einem Zylinderkopf versehen, in der ein mit der Einlassleitung in Verbindung stehender Einlasskanal und ein mit der Auslassleitung in Verbindung stehender Auslasskanal ausgebildet ist, wobei der Einlasskanal mit einer die Drosseleinrichtung bildenden Durchmesserverengung versehen ist. Mit einer in dem Einlasskanal angeordneten Durchmesserverengung, die in dem Zylinderkopf ausgebildet ist, kann auf einfache Weise und mit geringem Herstellaufwand eine der Einlassleitung zugeordnete Drosseleinrichtung gebildet werden.
Zweckmäßigerweise ist dem Einlasskanal ein Einlassventil und dem Auslasskanal ein Auslassventil zugeordnet. Mit einem in dem Zylinderkopf angeordneten Einlassventil und Auslassventil kann auf einfache Weise der Verdichter gesteuert werden.
Hinsichtlich eines geringen Herstellaufwands ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung der Einlasskanal und der Auslasskanal von einer in dem Zylinderkopf ausgebildeten Bohrung gebildet ist. Durch die Ausbildung des Einlasskanals und des Auslasskanals mittels einer konzentrischen Bohrung ist im Zylinderkopf lediglich eine Bohrung für den Einlasskanal und den Auslasskanal vorzusehen.
Besondere Vorteile ergebe sich, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung von der Bohrung zumindest eine Querbohrung abzweigt, mittels der die Bohrung mit einem von dem Verdichterzylinder und dem Verdichterkolben gebildeten Verdichterraum herstellbar ist, wobei die Querbohrung in Längsrichtung der Bohrung zwischen dem Einlassventil und dem Auslassventil angeordnet ist und die Drosseleinrichtung stromauf des Einlassventils angeordnet ist. Hierdurch kann mit geringem Bauaufwand in der in dem Zylinderkopf ausgebildeten Bohrung, die den Einlasskanal und den Auslasskanal bildet, die Drosseleinrichtung angeordnet werden und eine Verbindung mit dem Verdrängerraum hergestellt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Verdichter in einem Längsschnitt,
Figur 2 den Schnitt durch einen Zylinderkopf.
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer, als Kolbenverdichter ausgebildeter Verdichter 1 in einem Längsschnitt dargestellt. Der Verdichter weist ein Gehäuse 2 auf, in dem eine Kurbelwelle 3 drehbar gelagert ist. An dem Gehäuse 2 ist ein Verdichterzylinder 4 angeordnet, in dem ein Verdichterkolben 5 angeordnet ist. Zwischen dem Verdichterzylinder 4 und dem Verdichterkolben 5 ist ein Verdichterraum 14 ausgebildet.
Der Verdichterkolben 5 ist als Schwenkkolben ausgebildet, an dem eine Pleuelstange
6 einstückig angeformt ist. Die Pleuelstange 6 steht mittels eines Pleuelauges mit der als Exzenterwelle ausgebildeten Kurbelwelle 3 in Verbindung.
An dem Verdichterzylinder 4 ist ein Zylinderkopf 7 angeordnet, in dem eine Einlassleitung 9 und ein Auslassleitung 10 ausgebildet ist. In dem Zylinderkopf 7 ist ein Einlasskanal 20 ausgebildet, der mit der Einlassleitung 9 in Verbindung steht. In dem Einlasskanal 20 ist ein Einlassventil 11 angeordnet. Ein in dem Zylinderkopf 7 ausgebildeter Auslasskanal 21 , der mit der Auslassleitung 10 in Verbindung steht, ist mit einem Auslassventil 12 versehen. Zur Verbindung des Einlasskanals 20 mit der Einlassleitung 9 bzw. des Auslasskanals 21 mit der Auslassleitung 10 ist der
Einlasskanal 20 sowie der Auslasskanal 21 mit jeweils mit einem Gewinde versehen.
In der Figur 2 ist der Zylinderkopf 7 in einem Längsschnitt dargestellt. Der Zylinderkopf
7 ist mit einer Bohrung 22 versehen, die den Einlasskanal 20 und den Auslasskanal 21 bildet. Im mittleren Bereich ist die Bohrung 22 mit Querbohrungen 23 versehen, die zur Verbindung des Einlasskanal 20 bzw. des Auslasskanals 21 mit dem Verdrängerraum 14 vorgesehen sind.
An der Bohrung 22 ist in Strömungsrichtung stromauf der Querbohrungen 23 ein von einem Durchmesserübergang der Bohrung 22 gebildeter Gehäuseabsatz 24 ausgebildet, an dem das in der Figur 1 gezeigte Einlassventil 11 anliegt. Stromab der Querbohrungen 23 ist an der Bohrung 22 ein von einem Durchmesserübergang gebildeter Gehäuseabsatz 25 ausgebildet, an dem das in der Figur 1 gezeigte Auslassventil 12 anliegt.
Der Einlasskanal 9 ist stromauf des Gehäuseabsatzes 24 und somit stromauf des Einlassventils 11 erfindungsgemäß mit einer Durchmesserverengung 26 versehen, die eine Drosseleinrichtung 27 für das einströmende Medium bildet. Mit dieser Drosseleinrichtung 27 wird erzielt, dass der Verdichter 1 sowohl bei einströmendem gasförmigem Medium als auch bei einströmenden flüssigem Medium mit nahezu konstanter Eingangsdichte und Eingangstemperatur des zu verdichtenden Mediums betrieben werden kann. Eine Tankdruckregelung oder eine der Einlassleitung zugeordnete Kühleinrichtung ist hierbei nicht erforderlich, wodurch keine zusätzlicher Energieverbrauch auftritt und somit der Verdichter mit einem hohen Wirkungsgrad betreibbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verdichter für kryogene Medien, der eingangsseitig mit einer Eingangsleitung und ausgangsseitig mit einer Ausgangsleitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassleitung (9) eine Drosseleinrichtung (27) zugeordnet ist.
2. Verdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (1) als Kolbenverdichter mit einem in einem Verdichterzylinder (4) angeordneten Verdichterkolben (5) ausgebildet ist und mit einem Zylinderkopf (7) versehen ist, in der ein mit der Einlassleitung (9) in Verbindung stehender Einlasskanal (20) und ein mit der Auslassleitung (10) in Verbindung stehender Auslasskanal (21) ausgebildet ist, wobei der Einlasskanal (20) mit einer die Drosseleinrichtung (27) bildenden Durchmesserverengung (26) versehen ist.
3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Einlasskanal (20) ein Einlassventil (11) und dem Auslasskanal (21) ein Auslassventil (12) zugeordnet ist.
4. Verdichter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (20) und der Auslasskanal (21) von einer in dem Zylinderkopf (7) ausgebildeten Bohrung (22) gebildet ist.
5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von der Bohrung (22) zumindest eine Querbohrung (23) abzweigt, mittels der die Bohrung (22) mit einem von dem Verdichterzylinder (4) und dem Verdichterkolben (5) gebildeten
Verdichterraum (14) herstellbar ist, wobei die Querbohrung (35) in Längsrichtung der Bohrung (22) zwischen dem Einlassventil (11) und dem Auslassventil (12) angeordnet ist und die Drosseleinrichtung (27) stromauf des Einlassventils (11) angeordnet ist.
PCT/EP2007/001250 2006-03-10 2007-02-13 Verdichter WO2007104398A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610011576 DE102006011576A1 (de) 2006-03-10 2006-03-10 Verdichter
DE102006011576.7 2006-03-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007104398A1 true WO2007104398A1 (de) 2007-09-20

Family

ID=38093549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/001250 WO2007104398A1 (de) 2006-03-10 2007-02-13 Verdichter

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006011576A1 (de)
WO (1) WO2007104398A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422765A (en) * 1967-03-24 1969-01-21 Gen Electric Superconducting liquid helium pump
DE2915199B1 (de) * 1979-04-14 1980-08-21 Kernforschungsz Karlsruhe Fluessigheliumpumpe
WO2001009511A1 (en) * 1999-07-29 2001-02-08 Halliburton Energy Services, Inc. Cryogenic pump manifold with subcooler and heat exchanger
US6305265B1 (en) * 1999-06-03 2001-10-23 Bechtel Bwxt Idaho Llc Method and apparatus for pressurizing vaporous fluids
WO2002016766A2 (en) * 2000-08-21 2002-02-28 Westport Research Inc. Reciprocating motor with unidirectional fluid flow

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422765A (en) * 1967-03-24 1969-01-21 Gen Electric Superconducting liquid helium pump
DE2915199B1 (de) * 1979-04-14 1980-08-21 Kernforschungsz Karlsruhe Fluessigheliumpumpe
US6305265B1 (en) * 1999-06-03 2001-10-23 Bechtel Bwxt Idaho Llc Method and apparatus for pressurizing vaporous fluids
WO2001009511A1 (en) * 1999-07-29 2001-02-08 Halliburton Energy Services, Inc. Cryogenic pump manifold with subcooler and heat exchanger
WO2002016766A2 (en) * 2000-08-21 2002-02-28 Westport Research Inc. Reciprocating motor with unidirectional fluid flow

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006011576A1 (de) 2007-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19810867C2 (de) Kraftstoffpumpen-Anordnung
EP1785618B2 (de) Kraftstoffkühlsystem für Verbrennungskraftmaschinen
DE102009037713B4 (de) Mehrstufenabsperrventil
DE102012022416B4 (de) Ladeluftkühleranordnung
EP1650434B2 (de) Mehrstufiger Kolbenverdichter mit reduzierter Leistungsaufnahme im Leerlauf
DE102011104546B4 (de) Pumpe zum Fördern eines kryogenen Fluids
EP2334919A1 (de) Zweistufige abgasturboaufladung für eine brennkraftmaschine
EP1994283B1 (de) Verdichter mit schwenkkolben
DE102011112947B3 (de) Hochdruckpumpensystem
WO2007104398A1 (de) Verdichter
EP3555454B1 (de) Kraftstoffinjektoranordnung
DE102019214676A1 (de) Förderaggregat für ein Brennstoffzellen-System zur Förderung und/oder Steuerung eines gasförmigen Mediums
EP2541035A1 (de) Kraftstoffinjektor
WO2007012384A1 (de) Verdichter, insbesondere kolbenverdichter
EP2710263A1 (de) Kompressorvorrichtung sowie eine damit ausgerüstete kühlvorrichtung und eine damit ausgerüstete kältemaschine
DE102011115206A1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
EP2399030B1 (de) Einrichtung zur durchflussmengenbegrenzung an einer pumpe und pumpenanordnung mit solch einer einrichtung
EP2823176B1 (de) Ventil zum zumessen eines fluids
DE10135727B4 (de) Regelventil gespeist mit Wechselspannung und Taumelscheibenkompressor mit diesem Regelventil
WO2007057122A2 (de) Pneumatische gaswendelsicherung
WO2019115164A1 (de) Kraftstofffördereinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2019105827A1 (de) Gasdruckregler zur regelung des drucks eines gasförmigen kraftstoffs, system zur versorgung einer brennkraftmaschine mit gasförmigem kraftstoff unter verwendung eines solchen gasdruckreglers und verfahren zum betreiben dieses systems
DE102010012411B4 (de) Brennkraftmaschine mit Verdichtungseinrichtung
DD209880A1 (de) Anordnung und gestaltung der aufladeeinlassoeffnungen an einem schraubenverdichter
DE102006011577A1 (de) Verdichteranlage mit einem Pufferbehälter

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07711527

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07711527

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1