WO2016202444A1 - Verfahren und verdichtungsvorrichtung zum verdichten eines gases - Google Patents

Verfahren und verdichtungsvorrichtung zum verdichten eines gases Download PDF

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WO2016202444A1
WO2016202444A1 PCT/EP2016/000974 EP2016000974W WO2016202444A1 WO 2016202444 A1 WO2016202444 A1 WO 2016202444A1 EP 2016000974 W EP2016000974 W EP 2016000974W WO 2016202444 A1 WO2016202444 A1 WO 2016202444A1
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gas
compression
liquid
pressure
conveying path
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PCT/EP2016/000974
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Robert Adler
Markus Stephan
Markus Rasch
Christoph Nagl
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Linde Aktiengesellschaft
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B39/062—Cooling by injecting a liquid in the gas to be compressed
    • 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
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/16—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by adjusting the capacity of dead spaces of working chambers

Definitions

  • the invention relates to a method for compressing a gas by means of a
  • Devices for compressing gases are known. For example. can do this
  • Reciprocating compressors rotary compressors or ionic compressors are used.
  • For higher compression ratios can, for example, a multi-stage construction of
  • Compression devices are used. However, individual stages usually have to be separated from one another by valves or slide controls. This leads to a complex and error-prone construction. Furthermore, axial piston machines or pumps are known which are used to generate pressure in liquids. However, a compression of gases is hereby usually not or only possible with difficulty, since axial piston machines permit no optimization of a dead volume due to the design, which is used to promote
  • a dead space-related re-expansion in the compression of gases thereby reduces the capacity of the compacting device. This is especially significant for particularly high compression ratios. It is therefore desirable to provide a means for effectively and simply compressing gases.
  • An inventive method is used for compressing a gas by means of a compression device with a suction port and a discharge port for gas. The gas is sucked in through the intake and in the
  • Condenser conveyed along a conveying path in the direction of the ejection opening.
  • the gas is compressed in the conveying path in a compression area and in a space in which the gas is located along the conveying path, a liquid is introduced. Subsequently, the gas is ejected through the discharge port.
  • Compressing device or can be performed with an axial piston machine.
  • a liquid is introduced into the space in which the gas is along the conveying path.
  • This space may be, for example, the space defined by a piston in an axial piston machine.
  • Compaction devices especially in axial piston machines is present, at least partially filled with the liquid, so that the gas has no or at least less space for a re-expansion when it is ejected.
  • devices which are generally less suitable for a compression of gas, for example.
  • Modification can be used for the effective compression of gas. Apart from this, by the present method, a device already well suited for the compression of gas can be used even more effectively.
  • the liquid is introduced before, during, and / or after the gas has been compressed.
  • the two-stage compression can be done very effectively.
  • a conventional design, for example, an axial piston machine can thus be taken into account.
  • the liquid is deposited after the expulsion of the gas by means of a separating device, and in particular subsequently again for a contribution is used.
  • a suitable filter or a suitably designed channel can be used as the separating device.
  • the gas can be used after compression free of the liquid.
  • the separated liquid is used again for introduction, ie, in particular if a closed circuit is provided for the liquid, the liquid can be used particularly efficiently.
  • heat from the gas, which heats up during compression can also be dissipated effectively by the liquid.
  • suitable heat exchangers may be provided in the liquid circuit.
  • a volume of the introduced liquid corresponds to at least one dead volume of the space in which the gas during the introduction of the
  • Liquid is located.
  • this space corresponds, for example, to the space bounded by a piston.
  • the dead volume then corresponds to the volume of that space when the piston is at top dead center, i. when the room has the smallest possible volume.
  • the volume of the introduced liquid - the introduction takes place in particular when the piston in question moves past the introduction means - at least equal to the dead volume, a re-expansion of the gas is prevented.
  • a multiple of the dead volume of liquid can be introduced in order to take into account possible outflows in the direction of the outlet opening.
  • an axial piston machine is used as a compacting device.
  • An axial piston machine in particular in the use as
  • Axial piston pump has a relatively simple structure, in particular without complicated valves on.
  • an axial piston machine which is usually not suitable for compressing gases, for compressing gases.
  • a compression device serves to compress a gas and has a suction opening and a discharge opening for gas. It is in one Delivery path for the gas between the suction port and the discharge port, a compression region provided, and in the conveying path are provided introduction means for introducing liquid into the conveying path, which are arranged in particular before, in and / or after the compression region.
  • Such a compacting device may correspond to the basic principle of a known compacting device in which the introduction means are provided accordingly.
  • it can also be an axial piston machine, which is generally not suitable for compressing gas, but can be used for this purpose by the introduction means.
  • By reducing the dead volume by introducing the liquid can be smaller in size
  • a suction space and a pressure space are provided along the conveying path between the suction opening and the discharge opening, each extending arcuately about an axis of rotation of the compacting device, and the introduction means are arranged in and / or in front of the pressure chamber.
  • the suction chamber and the pressure chamber which are often in particular in kidney shape in axial piston machines, it may be known from axial piston machines rooms.
  • axial piston machines rooms along the tangential extension of the suction chamber to move
  • Piston of the axial piston machine usually from the top to the bottom dead center and suck so gas on the suction port. Subsequently, gas is limited by the respective pistons in a space and transported in the direction of the pressure chamber. Along the pressure chamber, the pistons now move again from the bottom to the top dead center, whereby the gas is compressed.
  • the introduction means in the pressure space extend over a proportion of at most 0.5, in particular at most 0.4, further in particular at most 0.3, further in particular at most 0.2 of a tangential length of the pressure space and / or over an angular difference of at most 70 °, in particular at most 50 °, more particularly at most 30 ° with respect to the axis of rotation.
  • the introduction means can be arranged centrally in relation to the tangential extension of the Draumraumes. It is also conceivable that the introduction means in
  • the introduction means have a share of 0.025 of the tangential length of the pressure chamber. In this way, enough space can be provided at the beginning of the pressure chamber for pre-compression.
  • Injecting means may, for example, have injection nozzles which are distributed over the tangential length of the introduction means. This allows a particularly simple and efficient introduction of the liquid. It is advantageous if the pressure chamber is connected via a pressure channel with the ejection opening, wherein the introduction means have a connection to the pressure channel. Such a connection should be designed so that between a
  • Output pressure that is, the pressure prevailing in the discharge port, and a pressure prevails before the introduction means an equilibrium.
  • a filter system can be used which separates the pushed out through the ejection opening gas-Einbringmedien mixture.
  • the purified gas with outlet pressure depresses the separated liquid, which is removed again at the bottom and reintroduced.
  • the compressed gas is generally conveyed to the ejection opening.
  • Inlet pressure of the liquid corresponds to the outlet pressure of the compressed gas.
  • the introduced liquid can be conditioned in terms of pressure and flow through elements such as valves, orifices, flow regulators, etc., whereby the introduction parameters can be adapted.
  • the axial piston machines are preferably used for cryogenic compression or for ionic compression.
  • Sliding surfaces of the axial piston machine in particular the sliding surfaces of the pistons and / or their guide channels are preferably made of technical ceramic or coated with technical ceramic.
  • the axial piston machine is used for the compression of gases.
  • the axial piston machine is used for the compression of carbon dioxide, hydrogen, methane, natural gas, helium or nitrogen.
  • the axial piston machines are preferably operated at speeds of 100 to 2000 rpm (revolutions per minute) and more preferably at 1300-1800 rpm.
  • the speed of the axial piston machine is varied in particular depending on the running time. In a preferred embodiment, the speed is 100 to 800 rpm during the first 5% of the run time, 800-1300 rpm during the following 10% of the run time, 1300-1800 rpm for 80% of the run time, and 1800-2000 RPM up to 5% of the term
  • the axial piston machine for compressing gas is preferably operated at temperatures of -253 to 150 ° C.
  • the gas can preferably be compressed to pressures between 0.1 bar and 1000 bar.
  • the temperatures and pressures depend on the gas to be compressed.
  • gases may also be moist and / or contaminated gases or gas mixtures.
  • the inlet temperature (temperature before compression) of the carbon dioxide is preferably between -60 ° C and 120 ° C, especially 1 to 80 ° C.
  • Starting temperature (temperature after compression) of the carbon dioxide is preferably between 40 and 150 ° C, in particular between 60 and 100 ° C.
  • Inlet pressure (pressure before compression) of the carbon dioxide is preferably 0.1 bar to 10 bar, in particular 0.2 to 4 bar.
  • the initial pressure (pressure after compression) of the carbon dioxide is preferably between 5 and 100 bar, in particular 20 to 60 bar.
  • the volume flow is preferably 0.5 Nm 3 / h to 50 Nm 3 / h, in particular at 1 NrrrVh to 8 Nm 3 / h.
  • the inlet temperature (temperature before compression) of the hydrogen is preferably between -253 ° C and 80 ° C, especially -253 ° C to -80 ° C when used as a cryogenic compressor or in particular -20 ° C to 80 ° C in the
  • the starting temperature (temperature after compression) of the hydrogen is preferably between -250 and 150 ° C, in particular between -60 and 80 ° C.
  • the inlet pressure (pressure before compression) of the hydrogen is preferably 0.8 bar to 40 bar, in particular 2.5 to 30 bar.
  • the outlet pressure (pressure after compression) of the hydrogen is preferably between 10 and 1000 bar, in particular 500 to 1000 bar.
  • the volume flow is preferably 0.5 Nm 3 / h to 500 Nm 3 / h, in particular at 50 Nm 3 / h to 350 Nm 3 / h.
  • Methane or natural gas Methane or natural gas
  • the inlet temperature (temperature before compression) of the methane or natural gas is preferably between -182 ° C and 80 ° C, especially -182 ° C to -40 ° C when used as a cryogenic compressor or more particularly -20 ° C to 80 ° C. when used as ionic compressor.
  • the starting temperature (temperature after compression) of the methane or natural gas is preferably between -180 and 150 ° C, in particular between -60 and 80 ° C.
  • the inlet pressure (pressure before compression) of the methane or natural gas is preferably 0.8 bar to 30 bar, in particular 1.5 to 20 bar.
  • the outlet pressure (pressure after compression) of the methane or natural gas is preferably between 10 and 650 bar, in particular 300 to 600 bar.
  • the volume flow is preferably 0.5 Nm 3 / h to 1000 Nm 3 / h, in particular 5 Nm 3 / h to 350 Nm 3 / h.
  • the inlet temperature (temperature before compression) of the helium is preferably between -269 ° C and 80 ° C, in particular -269 ° C to -80 ° C when used as a cryogenic compressor or especially -20 ° C to 80 ° C in the Use as ionic compressor.
  • the starting temperature (temperature after compression) of the helium is preferably between -269 and 150 ° C, in particular between -60 and 80 ° C.
  • the inlet pressure (pressure before compression) of the helium is preferably 0.8 bar to 40 bar, in particular 2.5 to 20 bar.
  • the initial pressure (pressure after compression) of the helium is preferably between 10 and
  • the volume flow is preferably 0.5 Nm 3 / h to 600 NrrrVh, in particular at 50 Nm 3 / h to 400 Nm 3 / h.
  • the inlet temperature (temperature before compression) of the nitrogen is preferably between -196 ° C and 80 ° C, in particular -196 ° C to -40 ° C when used as a cryogenic compressor or in particular -20 ° C to 80 ° C in the Use as ionic compressor.
  • the starting temperature (temperature after compression) of the nitrogen is preferably between -195 and 150 ° C,
  • the inlet pressure (pressure before compression) of the nitrogen is preferably 0.8 bar to 30 bar, in particular 1.5 to 17 bar.
  • the outlet pressure (pressure after compression) of the nitrogen is preferably between 10 and 650 bar, in particular 200 to 400 bar.
  • the volume flow is preferably 0.5 Nm 3 / h to 500 Nm 3 / h, in particular at 5 Nm 3 / h to 350 Nm 3 / h.
  • Figure 1 shows schematically and in cross section an inventive
  • Figure 2 shows schematically and in cross section an inventive
  • Figure 1 is a schematic and cross-section of an inventive
  • Compaction device 100 shown in a preferred embodiment.
  • the compression device 100 is present as an axial piston machine, as
  • Axial piston pump is used, formed.
  • the axial piston machine 100 has an intake opening 110, which is shown via a suction channel 111, the present case only dashed and lower than the
  • the suction chamber 130 is arcuate or kidney-shaped, as for
  • the suction space 130 is located higher than the suction channel 110 with respect to the cross-sectional view illustrated in FIG. 1.
  • the suction space 130 may be formed as a recess in a valve disk.
  • the axial piston machine 100 has an ejection opening 120, which is connected to a pressure chamber 140 via a pressure channel 121, which in the present case is likewise shown only by dashed lines and runs deeper than the cross-sectional plane.
  • the pressure chamber 140 is, similar to the suction chamber 130, arc-shaped or kidney-shaped, as may be customary for axial piston pump.
  • the pressure chamber 140 may, like the suction chamber 130, be formed as a recess in the valve disc.
  • the suction chamber 130 and the pressure chamber 140 are located in respect of.
  • Cross-sectional plane at least approximately at the same height.
  • the suction channel 110 and the pressure channel 120 are approximately at the same height.
  • the axial piston machine 100 further comprises a plurality of pistons, which in a
  • Distributor disc are guided and about an axis of rotation of the axial piston machine 100, which in the present case extends perpendicularly through the center of the cross-sectional view shown, can rotate.
  • the pistons run circular over the suction chamber 130 and the pressure chamber 140 away, and that higher than the cross-sectional plane represented.
  • three such pistons are shown as dashed circles, of which the middle is denoted by the reference numeral 160.
  • the height of the piston varies over the
  • a piston reaches its bottom dead center in the circle indicated by 160, ie at this point is a space which the piston with the valve disc (and a guide channel in the distributor disc) includes a maximum. Its top dead center then reaches the piston after a Rotation through 180 °, ie there the piston includes a minimal space with the valve disc. This minimal space is also referred to as dead volume.
  • the pistons for example by means of an electric motor, are rotated about the axis of rotation in the direction denoted by R.
  • the space formed by the pistons with the valve disc thus increases from the lower end of the suction space 130 (with respect to FIG. 1) to the upper end.
  • the gas for example carbon dioxide
  • Compression area 141 i. the upper region (with respect to FIG.
  • Pressure chamber 140 the gas that is trapped and moved by a piston with the valve disc, is compressed. This is a first compression level.
  • the compression region has no recess or recess.
  • Einbringstoff 150 are introduced, which in the present case have a plurality of injectors 151, of which for clarity, only one is provided with a reference numeral.
  • the injection nozzles 151 of the introduction means 150 are connected to a liquid supply, so that via the injection nozzles 151 liquid, for example. Water, in the currently lying above the injectors 151 space, which is formed by a predominantlyfaning piston and already
  • precompressed gas includes, can be introduced or injected.
  • so much liquid is introduced into the space that the volume of the introduced liquid at least the dead volume of the piston, in particular a multiple thereof corresponds.
  • Liquid is the gas in the room further compressed, so it is a second compression stage.
  • the introduced amount of liquid can in this case, for example, correspond to approximately 1% of the delivery volume of the compacting device. This multiple of the amount compared to the dead volume leads to a better release of heat from the gas to the liquid, cooling the
  • the size or length of the Einbringsch possibly the number of injectors and the injection duration can be coordinated.
  • the size or length of the introduction means can be indicated, for example, by an angular difference cp, as shown in FIG.
  • the ejected with the gas liquid can thereby by a
  • a filter in the region of the pressure channel 121 or after the discharge port 120 again separated from the gas and the introduction means 150 are fed back in the sense of a closed circuit.
  • the introduction means 150 are preferably connected to the pressure channel 120, so that the pressure of the introduced liquid corresponds to the outlet pressure of the compressed gas. Such a connection should be designed so that between the
  • FIG. 2 shows schematically and in cross-section a compression device 200 according to the invention in a further preferred embodiment.
  • the compacting device 200 differs from the
  • Compression device 100 in that the pressure chamber 140 'is shorter in the tangential direction and that the compression region 141' has no recess, as in the compression device 100.
  • the pressure chamber 140 ' only after the compression region 141' or after the introduction means 150 ', which have only a single injection nozzle in the compression device 200, a recess.
  • the compression device 200 corresponds to the compression device 100. In this respect, reference is made to the description there.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten eines Gases mittels einer Verdichtungsvorrichtung (100), z.B. eine Axialkolbenpumpe, mit einer Ansaugöffnung (110) und einer Ausstoßöffnung (120) für Gas, wobei das Gas über die Ansaugöffnung (110) angesaugt und in der Verdichtungsvorrichtung (100) entlang eines Förderweges in Richtung der Ausstoßöffnung (120) gefördert wird, wobei das Gas in dem Förderweg in einem Verdichtungsbereich (141) verdichtet wird, wobei in einen Raum, in dem sich das Gas entlang des Förderweges befindet, eine Flüssigkeit eingebracht wird, und wobei das Gas über die Ausstoßöffnung (120) ausgestoßen wird, sowie ein solche Verdichtungsvorrichtung (100). Das zugrunde liegende Konzept besteht darin, durch Zuführung eines inkompressiblen Mediums im Bereich der Ausstoßöffnung der Axialkolbenpumpe eine Rückexpansion des verdichteten Gases zu verhindern und Totvolumen-bedingte Verluste zu minimieren.

Description

Beschreibung
Verfahren und Verdichtungsvorrichtung zum Verdichten eines Gases
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten eines Gases mittels einer
Verdichtungsvorrichtung sowie eine solche Verdichtungsvorrichtung.
Stand der Technik
Vorrichtungen zum Verdichten von Gasen sind bekannt. Bspw. können hierzu
Hubkolbenverdichter, Rotationsverdichter oder ionische Verdichter verwendet werden. Für höhere Verdichtungsverhältnisse kann bspw. ein mehrstufiger Aufbau von
Verdichtungsvorrichtungen verwendet werden. Hierbei müssen einzelne Stufen jedoch üblicherweise durch Ventile oder Schiebersteuerungen voneinander getrennt werden. Dies führt zu einem komplexen und fehleranfälligen Aufbau. Weiterhin sind Axialkolbenmaschinen bzw. -pumpen bekannt, die zur Druckerzeugung bei Flüssigkeiten verwendet werden. Eine Verdichtung von Gasen ist hiermit jedoch in der Regel nicht oder nur schlecht möglich, da Axialkolbenmaschinen bauformbedingt keine Optimierung eines Totvolumens erlauben, welches zur Förderung von
Flüssigkeiten jedoch nicht relevant ist.
Eine totraumbedingte Rückexpansion bei der Verdichtung von Gasen vermindert dabei die Förderleistung der Verdichtungsvorrichtung. Dies fällt insbesondere bei besonders hohen Verdichtungsverhältnissen ins Gewicht. Es ist daher wünschenswert, eine Möglichkeit zur effektiven und einfachen Verdichtung von Gasen bereitzustellen.
Offenbarung der Erfindung Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Verdichten eines Gases mittels einer Verdichtungsvorrichtung sowie durch eine Verdichtungsvorrichtung zum
Verdichten von Gasen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteile der Erfindung
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Verdichten eines Gases mittels einer Verdichtungsvorrichtung mit einer Ansaugöffnung und einer Ausstoßöffnung für Gas. Dabei wird das Gas über die Ansaugöffnung angesaugt und in der
Verdichtungsvorrichtung entlang eines Förderweges in Richtung der Ausstoßöffnung gefördert. Das Gas in dem Förderweg in einem Verdichtungsbereich verdichtet und in einen Raum, in dem sich das Gas entlang des Förderweges befindet, wird eine Flüssigkeit eingebracht. Anschließend wird das Gas über die Ausstoßöffnung ausgestoßen.
Dies stellt somit eine zweistufige Verdichtung dar, nämlich in einer ersten Stufe eine reguläre Verdichtung, wie sie bspw. auch mit einer herkömmlichen
Verdichtungsvorrichtung oder auch mit einer Axialkolbenmaschine durchgeführt werden kann. Als eine zweite Stufe wird eine Flüssigkeit in den Raum, in dem sich das Gas entlang des Förderweges befindet, eingebracht. Bei diesem Raum kann es sich bspw. um den durch einen Kolben begrenzten Raum in einer Axialkolbenmaschine handeln. Durch diese Flüssigkeit, die selbst nicht oder kaum kompressibel ist, das Gas in dem Raum weiter verdichtet. Insbesondere wird damit ein Totraum, der bei
Verdichtungsvorrichtungen, insbesondere auch bei Axialkolbenmaschinen vorhanden ist, wenigstens teilweise mit der Flüssigkeit gefüllt, so dass das Gas keinen oder zumindest weniger Raum für eine Rückexpansion zur Verfügung hat, wenn es ausgestoßen wird. Somit können auch Vorrichtungen, die in der Regel für eine Verdichtung von Gas weniger geeignet sind, bspw. durch eine entsprechende
Modifikation zur effektiven Verdichtung von Gas verwendet werden. Davon abgesehen kann durch das vorliegende Verfahren auch eine für die Verdichtung von Gas bereits gut geeignete Vorrichtung noch effektiver verwendet werden.
Vorzugsweise wird die Flüssigkeit eingebracht, bevor, während und/oder nachdem das Gas verdichtet wird bzw. worden ist. Damit kann die zweistufige Verdichtung besonders effektiv erfolgen. Insbesondere kann damit auch einer üblichen Bauform bspw. einer Axialkolbenmaschine Rechnung getragen werden.
Es ist von Vorteil, wenn die Flüssigkeit nach dem Ausstoßen des Gases mittels einer Abscheidevorrichtung abgeschieden wird, und insbesondere anschließend wieder für eine Einbringung verwendet wird. Als Abscheidevorrichtung kann bspw. ein geeigneter Filter oder ein entsprechend ausgebildeter Kanal verwendet werden. Damit kann das Gas nach dem Verdichten frei von der Flüssigkeit verwendet werden. Wenn die abgeschiedene Flüssigkeit wieder zur Einbringung verwendet wird, d.h. wenn insbesondere ein geschlossener Kreislauf für die Flüssigkeit vorgesehen ist, kann die Flüssigkeit besonders effizient verwendet werden. Zudem kann durch die Flüssigkeit auch Wärme vom Gas, das sich während der Verdichtung erwärmt, effektiv abgeführt werden. Hierzu können im Flüssigkeitskreislauf bspw. geeignete Wärmeübertrager vorgesehen sein.
Es ist von Vorteil, wenn das Gas mittels Bewegung ein oder mehrerer Komponenten der Verdichtungsvorrichtung verdichtet wird. Damit wird eine mechanisch einfache Verdichtung ermöglicht. Vorzugsweise entspricht ein Volumen der eingebrachten Flüssigkeit mindestens einem Totvolumen des Raumes, in dem sich das Gas während des Einbringens der
Flüssigkeit befindet. Im Falle einer Axialkolbenmaschine entspricht dieser Raum bspw. dem durch einen Kolben begrenzten Raum. Das Totvolumen entspricht dann dem Volumen dieses Raumes, wenn sich der Kolben am oberen Totpunkt befindet, d.h. wenn der Raum das kleinstmögliche Volumen aufweist. Ist nun das Volumen der eingebrachten Flüssigkeit - das Einbringen geschieht dabei insbesondere dann, wenn sich der betreffende Kolben an den Einbringmitteln vorbeibewegt - mindestens gleich dem Totvolumen, so wird eine Rückexpansion des Gases verhindert. Bevorzugt kann jedoch auch ein Vielfaches des Totvolumens an Flüssigkeit eingebracht werden, um mögliche Abflüsse in Richtung der Auslassöffnung zu berücksichtigen.
Vorteilhafterweise wird als Verdichtungsvorrichtung eine Axialkolbenmaschine verwendet. Eine Axialkolbenmaschine, insbesondere in der Verwendung als
Axialkolbenpumpe, weist einen relativ einfachen Aufbau, insbesondere ohne komplizierte Ventile, auf. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren lässt sich nun eine Axialkolbenmaschine, die üblicherweise nicht für eine Verdichtung von Gasen geeignet ist, zur Verdichtung von Gasen verwenden.
Eine erfindungsgemäße Verdichtungsvorrichtung dient zum Verdichten eines Gases und weist eine Ansaugöffnung und eine Ausstoßöffnung für Gas auf. Dabei ist in einem Förderweg für das Gas zwischen der Ansaugöffnung und der Ausstoßöffnung ein Verdichtungsbereich vorgesehen, und in dem Förderweg sind Einbringmittel zum Einbringen von Flüssigkeit in den Förderweg vorgesehen, die insbesondere vor, in und/oder nach dem Verdichtungsbereich angeordnet sind.
Eine solche Verdichtungsvorrichtung kann dabei vom Grundprinzip einer bekannten Verdichtungsvorrichtung entsprechen, in der entsprechend die Einbringmittel vorgesehen sind. Insbesondere kann es sich dabei auch um eine Axialkolbenmaschine handeln, die in der Regel nicht zum Verdichten von Gas geeignet ist, jedoch durch die Einbringmittel hierfür verwendet werden kann. Durch die Reduktion des Totvolumens durch Einbringung der Flüssigkeit kann bei geringerer Baugröße der
Verdichtungsvorrichtung im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen die gleiche
Förderleistung erreicht werden. Zudem kann durch eine einfache Schiebesteuerung von Axialkolbenpumpen auf bewegliche Ventile verzichtet werden, wodurch auch der Wartungsaufwand geringer wird. Bgzl. weiterer Vorteile einer erfindungsgemäßen
Verdichtungsvorrichtung sei an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen auf das erfindungsgemäße Verfahren verwiesen.
Vorzugsweise sind entlang des Förderweges zwischen der Ansaugöffnung und der Ausstoßöffnung ein Saugraum und ein Druckraum vorgesehen, die sich jeweils bogenförmig um eine Rotationsachse der Verdichtungsvorrichtung erstrecken, und die Einbringmittel sind in und/oder vor dem Druckraum angeordnet. Bei dem Saugraum und dem Druckraum, die in Axialkolbenmaschinen oftmals insbesondere auch in Nierenform vorliegen, kann es sich um aus Axialkolbenmaschinen bekannte Räume handeln. Entlang der tangentialen Erstreckung des Saugraums bewegen sich die
Kolben der Axialkolbenmaschine dabei in der Regel vom oberen zum unteren Totpunkt und saugen so Gas über die Ansaugöffnung an. Anschließend wird Gas von den jeweiligen Kolben in einem Raum begrenzt und in Richtung des Druckraumes transportiert. Entlang des Druckraumes bewegen sich die Kolben nun wieder vom unteren zum oberen Totpunkt, wodurch das Gas verdichtet wird. Sind die
Einbringmittel nun in diesem Druckraum angeordnet, so kann nach einer ersten Vorverdichtung zu Beginn des Druckraumes eine weitere Verdichtung durch die eingebrachte Flüssigkeit erfolgen. Vorteilhafterweise erstrecken sich die Einbringmittel in dem Druckraum über einen Anteil von höchstens 0,5, insbesondere höchstens 0,4, weiter insbesondere höchstens 0,3, weiter insbesondere höchstens 0,2 einer tangentialen Länge des Druckraumes und/oder über eine Winkeldifferenz von höchstens 70°, insbesondere höchstens 50°, weiter insbesondere höchstens 30° in Bezug zur Rotationsachse. Insbesondere können die Einbringmittel dabei mittig in Bezug zur tangentialen Erstreckung des Draumraumes angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass die Einbringmittel im
Wesentlichen punktförmig ausgebildet sind, bspw. in Form einer einzelnen
Einspritzdüse. So können bspw. bei einer einzelnen Einspritzdüse mit bspw. einem Durchmesser von 0,5 mm und einer Bogenlänge des Druckraumes von 20 mm die Einbringmittel einen Anteil von 0,025 der tangentialen Länge des Druckraumes aufweisen. Auf diese Weise kann genügend Raum zu Beginn des Druckraumes zur Vorverdichtung bereitgestellt werden. Durch eine geeignet gewählte tangentiale Länge der Einbringmittel und einer geeignet gewählten Einbringdauer kann so das
gewünschte Volumen an Flüssigkeit eingebracht werden. Einbringmittel können dabei bspw. Einspritzdüsen, die über die tangentiale Länge der Einbringmittel verteilt sind, aufweisen. Die ermöglicht eine besonders einfache und effiziente Einbringung der Flüssigkeit. Es ist von Vorteil, wenn der Druckraum über einen Druckkanal mit der Ausstoßöffnung verbunden ist, wobei die Einbringmittel eine Verbindung zu dem Druckkanal aufweisen. Eine derartige Verbindung sollte so ausgebildet sein, dass zwischen einem
Ausgangsdruck, also jenem Druck, der in der Ausstoßöffnung vorherrscht, und einem Druck vor den Einbringmitteln ein Gleichgewicht herrscht. Hierzu kann bspw. ein Filtersystem verwendet werden, das das durch die Ausstoßöffnung ausgeschobene Gas-Einbringmedien-Gemisch separiert. Im oberen Bereich bedrückt das gereinigte Gas mit Ausgangsdruck die abgeschiedene Flüssigkeit, die nach unten hin wieder abgeführt und wieder eingebracht wird. Über einen solchen Druckanal wird dabei das verdichtete Gas in der Regel zur Ausstoßöffnung gefördert. Durch diese Verbindung des Druckkanals mit den Einbringmitteln kann nun erreicht werden, dass der
Einbringdruck der Flüssigkeit dem Ausgangsdruck des verdichteten Gases entspricht. Die eingebrachte Flüssigkeit kann bspw. durch Elemente wie Ventile, Blenden, Durchflussregler, etc. noch druck- und durchflussmäßig konditioniert werden, wodurch die Einbringparameter angepasst werden können. Die Axialkolbenmaschinen werden bevorzugt zur kryogenen Verdichtung oder zur ionischen Verdichtung verwendet.
Gleitflächen der Axialkolbenmaschine, insbesondere die Gleitflächen der Kolben und/oder deren Führungskanäle sind bevorzugt aus technischer Keramik gefertigt oder mit technischer Keramik beschichtet.
Die Axialkolbenmaschine wird für die Verdichtung von Gasen verwendet. Insbesondere wird die Axialkolbenmaschine für die Verdichtung von Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff, Methan, Erdgas, Helium oder Stickstoff verwendet.
Die Axialkolbenmaschinen werden bevorzugt mit Drehzahlen von 100 bis 2000 U/min (Umdrehungen pro Minute) betrieben und besonders bevorzugt bei 1300-1800 U/min. Die Drehzahl der Axialkolbenmaschine wird insbesondere abhängig von der Laufzeit variiert. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Drehzahl 100 bis 800 U/min während der ersten 5 % der Laufzeit, 800-1300 U/min während der folgenden 10 % der Laufzeit, 1300-1800 U/min für 80 % der Laufzeit und 1800- 2000 U/min bis 5 % der Laufzeit
Die Axialkolbenmaschine zur Verdichtung von Gas wird bevorzugt bei Temperaturen von -253 bis 150 °C betrieben. Durch die Axialkolbenmaschine kann das Gas bevorzugt auf Drücke zwischen 0,1 bar und 1000 bar verdichtet werden.
Die Temperaturen und Drücke sind abhängig vom Gas, welches verdichtet werden soll.
In den folgenden Ausführungsbeispielen werden bevorzugte Betriebsparameter zur Verdichtung verschiedener Gase mit der Axialkolbenmaschine beschrieben. Bei den Gasen kann es sich unter Umständen auch um feuchte und/oder verunreinigte Gase handeln oder um Gasmischungen.
Kohlenstoffdioxid:
Die Eingangstemperatur (Temperatur vor der Verdichtung) des Kohlenstoffdioxids beträgt bevorzugt zwischen -60 °C und 120 °C, insbesondere 1 bis 80 °C. Die
Ausgangstemperatur (Temperatur nach der Verdichtung) des Kohlenstoffdioxids beträgt bevorzugt zwischen 40 und 150 °C, insbesondere zwischen 60 und 100 °C. Der Eingangsdruck (Druck vor der Verdichtung) des Kohlenstoffdioxids beträgt bevorzugt 0,1 bar bis 10 bar, insbesondere 0,2 bis 4 bar. Der Ausgangsdruck (Druck nach der Verdichtung) des Kohlenstoffdioxids beträgt bevorzugt zwischen 5 und 100 bar, insbesondere 20 bis 60 bar. Der Volumenstrom liegt bevorzugt bei 0,5 Nm3/h bis 50 Nm3/h, insbesondere bei 1 NrrrVh bis 8 Nm3/h.
Wasserstoff:
Die Eingangstemperatur (Temperatur vor der Verdichtung) des Wasserstoffs beträgt bevorzugt zwischen -253 °C und 80 °C, insbesondere -253 °C bis -80 °C bei der Verwendung als kryogener Verdichter oder insbesondere -20 °C bis 80 °C bei der
Verwendung als ionischer Verdichter. Die Ausgangstemperatur (Temperatur nach der Verdichtung) des Wasserstoffs beträgt bevorzugt zwischen -250 und 150 °C, insbesondere zwischen -60 und 80 °C. Der Eingangsdruck (Druck vor der Verdichtung) des Wasserstoffs beträgt bevorzugt 0,8 bar bis 40 bar, insbesondere 2,5 bis 30 bar. Der Ausgangsdruck (Druck nach der Verdichtung) des Wasserstoffs beträgt bevorzugt zwischen 10 und 1000 bar, insbesondere 500 bis 1000 bar. Der Volumenstrom liegt bevorzugt bei 0,5 Nm3/h bis 500 Nm3/h, insbesondere bei 50 Nm3/h bis 350 Nm3/h.
Methan oder Erdgas:
Die Eingangstemperatur (Temperatur vor der Verdichtung) des Methan oder Erdgas beträgt bevorzugt zwischen -182 °C und 80 °C, insbesondere -182 °C bis -40 °C bei der Verwendung als kryogener Verdichter oder insbesondere -20 °C bis 80 °C bei der Verwendung als ionischer Verdichter. Die Ausgangstemperatur (Temperatur nach der Verdichtung) des Methan oder Erdgas beträgt bevorzugt zwischen -180 und 150 °C, insbesondere zwischen -60 und 80 °C. Der Eingangsdruck (Druck vor der Verdichtung) des Methan oder Erdgas beträgt bevorzugt 0,8 bar bis 30 bar, insbesondere 1 ,5 bis 20 bar. Der Ausgangsdruck (Druck nach der Verdichtung) des Methan oder Erdgas beträgt bevorzugt zwischen 10 und 650 bar, insbesondere 300 bis 600 bar. Der Volumenstrom liegt bevorzugt bei 0,5 Nm3/h bis 1000 Nm3/h, insbesondere bei 5 Nm3/h bis 350 Nm3/h.
Helium:
Die Eingangstemperatur (Temperatur vor der Verdichtung) des Heliums beträgt bevorzugt zwischen -269 °C und 80 °C, insbesondere -269 °C bis -80 °C bei der Verwendung als kryogener Verdichter oder insbesondere -20 °C bis 80 °C bei der Verwendung als ionischer Verdichter. Die Ausgangstemperatur (Temperatur nach der Verdichtung) des Heliums beträgt bevorzugt zwischen -269 und 150 °C, insbesondere zwischen -60 und 80 °C. Der Eingangsdruck (Druck vor der Verdichtung) des Heliums beträgt bevorzugt 0,8 bar bis 40 bar, insbesondere 2,5 bis 20 bar. Der Ausgangsdruck (Druck nach der Verdichtung) des Heliums beträgt bevorzugt zwischen 10 und
1000 bar, insbesondere 200 bis 600 bar. Der Volumenstrom liegt bevorzugt bei 0,5 Nm3/h bis 600 NrrrVh, insbesondere bei 50 Nm3/h bis 400 Nm3/h.
Stickstoff:
Die Eingangstemperatur (Temperatur vor der Verdichtung) des Stickstoffs beträgt bevorzugt zwischen -196 °C und 80 °C, insbesondere -196 °C bis -40 °C bei der Verwendung als kryogener Verdichter oder insbesondere -20 °C bis 80 °C bei der Verwendung als ionischer Verdichter. Die Ausgangstemperatur (Temperatur nach der Verdichtung) des Stickstoffs beträgt bevorzugt zwischen -195 und 150 °C,
insbesondere zwischen -60 und 80 °C. Der Eingangsdruck (Druck vor der Verdichtung) des Stickstoffs beträgt bevorzugt 0,8 bar bis 30 bar, insbesondere 1 ,5 bis 17 bar. Der Ausgangsdruck (Druck nach der Verdichtung) des Stickstoffs beträgt bevorzugt zwischen 10 und 650 bar, insbesondere 200 bis 400 bar. Der Volumenstrom liegt bevorzugt bei 0,5 Nm3/h bis 500 Nm3/h, insbesondere bei 5 Nm3/h bis 350 Nm3/h.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt schematisch und im Querschnitt eine erfindungsgemäße
Verdichtungsvorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform.
Figur 2 zeigt schematisch und im Querschnitt eine erfindungsgemäße
Verdichtungsvorrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Ausführungsform der Erfindung
In Figur 1 ist schematisch und im Querschnitt eine erfindungsgemäße
Verdichtungsvorrichtung 100 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Verdichtungsvorrichtung 100 ist vorliegend als Axialkolbenmaschine, die als
Axialkolbenpumpe verwendet wird, ausgebildet. Die Axialkolbenmaschine 100 weist eine Ansaugöffnung 110 auf, die über einen Saugkanal 111 , der vorliegend nur gestrichelt dargestellt ist und tiefer als die
Querschnittsebene verläuft, mit einem Saugraum 130 verbunden ist. Der Saugraum 130 ist dabei bogenförmig bzw. nierenförmig ausgebildet, wie dies für
Axialkolbenpumpen üblich ist. Der Saugraum 130 ist dabei in Bezug auf die in Figur 1 dargestellte Querschnittsansicht höher gelegen als der Saugkanal 110. Der Saugraum 130 kann dabei als eine Ausnehmung in einer Ventilscheibe ausgebildet sein. Weiterhin weist die Axialkolbenmaschine 100 eine Ausstoßöffnung 120 auf, die über einen Druckkanal 121 , der vorliegend ebenfalls nur gestrichelt dargestellt ist und tiefer als die Querschnittsebene verläuft, mit einem Druckraum 140 verbunden ist. Der Druckraum 140 ist dabei, ähnlich dem Saugraum 130, bogenförmig bzw. nierenförmig ausgebildet, wie dies für Axialkolbenpumpe üblich sein kann. Der Druckraum 140 kann, ebenso wie der Saugraum 130, als eine Ausnehmung in der Ventilscheibe ausgebildet sein.
Der Saugraum 130 und der Druckraum 140 befinden sich dabei bzgl. der
Querschnittsebene zumindest in etwa auf gleicher Höhe. Ebenso befinden sich der Saugkanal 110 und der Druckkanal 120 in etwa auf gleicher Höhe.
Die Axialkolbenmaschine 100 weist weiterhin mehrere Kolben auf, die in einer
Verteilerscheibe geführt werden und um eine Rotationsachse der Axialkolbenmaschine 100, die vorliegend senkrecht durch den Mittelpunkt der gezeigten Querschnittsansicht verläuft, rotieren können. Die Kolben laufen dabei kreisförmig über den Saugraum 130 und den Druckraum 140 hinweg, und zwar höher als die darstellte Querschnittsebene. Beispielhaft sind drei solcher Kolben als gestrichelte Kreise gezeigt, von denen der mittlere mit dem Bezugszeichen 160 bezeichnet ist. Wie für eine Axialkolbenmaschine üblich, variiert die Höhe der Kolben über der
Ventilscheibe. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erreicht ein Kolben seinen unteren Totpunkt bei dem mit 160 bezeichneten Kreis, d.h. an dieser Stelle ist ein Raum, den der Kolben mit der Ventilscheibe (und einem Führungskanal in der Verteilerscheibe) einschließt, maximal. Seinen oberen Totpunkt erreicht der Kolben dann nach einer Drehung um 180°, d.h. dort schließt der Kolben einen minimalen Raum mit der Ventilscheibe ein. Dieser minimale Raum wird dabei auch als Totvolumen bezeichnet.
Wird die Axialkolbenmaschine 100 nun zum Verdichten von Gas verwendet, so werden die Kolben, bspw. mittels eines Elektromotors, um die Rotationsachse in die mit R bezeichnete Richtung gedreht. Der von den Kolben mit der Ventilscheibe gebildete Raum vergrößert sich somit vom (in Bezug auf Figur 1) unteren Ende des Saugraums 130 bis zum oberen Ende. Somit wird das Gas, bspw. Kohlenstoffdioxid, über die Ansaugöffnung 120 und den Saugkanal 1 11 in den Saugraum 130 gesaugt.
Durch eine weitere Drehung gelangen die Kolben zum Druckraum 140. Der von den Kolben mit der Ventilscheibe gebildete Raum verkleinert sich dabei vom (in Bezug auf Figur 1) oberen Ende des Druckraums 140 bis zum unteren Ende. In einem
Verdichtungsbereich 141 , d.h. dem (in Bezug auf Figur 1) oberen Bereich des
Druckraums 140, wird das Gas, das von einem Kolben mit den Ventilscheibe eingeschlossen und bewegt wird, verdichtet. Hierbei handelt es sich um eine erste Verdichtungsstufe.
Es ist dabei jedoch auch denkbar, dass der Verdichtungsbereich keine Vertiefung oder Ausnehmung aufweist. Hierzu sei zur detaillierteren Erläuterung auf das
Ausführungsbeispiel in Figur 2 verwiesen.
Im Druckraum 140 sind nun Einbringmittel 150 eingebracht, die vorliegend mehrere Einspritzdüsen 151 aufweisen, von denen der Übersichtlichkeit halber nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Einspritzdüsen 151 der Einbringmittel 150 sind dabei an eine Flüssigkeitsversorgung angeschlossen, so dass über die Einspritzdüsen 151 Flüssigkeit, bspw. Wasser, in den aktuell über den Einspritzdüsen 151 liegenden Raum, der von einem vorbeidrehenden Kolben gebildet wird und bereits
vorverdichtetes Gas umfasst, eingebracht bzw. eingespritzt werden kann.
Vorzugsweise wird dabei soviel Flüssigkeit in den Raum eingebracht, dass das Volumen der eingebrachten Flüssigkeit mindestens dem Totvolumen des Kolbens, insbesondere ein Vielfaches dessen, entspricht. Durch dieses Einbringen der
Flüssigkeit wird das in dem Raum befindliche Gas weiter verdichtet, es handelt sich somit um eine zweite Verdichtungsstufe. Die eingebrachte Menge an Flüssigkeit kann dabei bspw. ca. 1 % des Fördervolumens der Verdichtungsvorrichtung entsprechen. Dieses Vielfache der Menge gegenüber dem Totvolumen führt zu einer besseren Abgabe von Wärme aus dem Gas an die Flüssigkeit, Kühlung des
Verdichtungsprozesses und Erhöhung der Schmierung der Komponenten, die mit dem Gas in Berührung kommen.
Um ein möglichst optimales Volumen an eingebrachter Flüssigkeit zu erreichen, können die Größe bzw. Länge der Einbringmittel, ggf. die Anzahl der Einspritzdüsen und die Einspritzdauer aufeinander abgestimmt werden. Die Größe bzw. Länge der Einbringmittel kann dabei bspw. durch eine Winkeldifferenz cp, wie in Figur 1 gezeigt, angegeben werden.
Durch die weitere Drehung der Kolben wird anschließend nun der (in Bezug auf Figur 1) untere Bereich des Druckraumes 140 erreicht und das Gas wird über den
Druckkanal 121 und die Ausstoßöffnung 120 ausgestoßen. Durch die Flüssigkeit kann nun keine Rückexpansion des Gases stattfinden, und die Verdichtung ist deutlich höher als ohne solche Flüssigkeit. Zwar kann die benötigte Verdichtungsleistung dadurch etwas höher als ohne Flüssigkeit sein. Durch den Vorteil der deutlich erhöhten Verdichtung wird dieser ggf. geringe Nachteil jedoch aufgewogen und sogar übertroffen.
Die mit dem Gas ausgestoßene Flüssigkeit kann dabei durch eine
Abscheidevorrichtung, bspw. einen Filter, im Bereich des Druckkanals 121 oder nach der Ausstoßöffnung 120 wieder vom Gas abgeschieden und den Einbringmitteln 150 im Sinne eines geschlossenen Kreislaufs wieder zugeführt werden. Die Einbringmittel 150 sind dabei bevorzugt mit dem Druckkanal 120 verbunden, so dass der Druck der eingebrachten Flüssigkeit dem Ausgangsdruck des verdichteten Gases entspricht. Eine derartige Verbindung sollte so ausgebildet sein, dass sich zwischen dem
Ausgangsdruck, also jenem Druck, der in der Ausstoßöffnung 120 vorherrscht und einem Druck vor den Einspritzdüsen 140 ein Gleichgewicht herrscht. Hierzu kann bspw. ein Filtersystem verwendet werden, das das durch die Ausstoßöffnung 120 ausgeschobene Gas-Einspritzmedien-Gemisch separiert. Im oberen Bereich bedrückt das gereinigte Gas mit dem Verdichterausgangsdruck die abgeschiedene Flüssigkeit, die nach unten hin wieder abgeführt und wieder eingespritzt wird. In Figur 2 ist schematisch und im Querschnitt eine erfindungsgemäße Verdichtungsvorrichtung 200 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Verdichtungsvorrichtung 200 unterscheidet sich dabei von der
Verdichtungsvorrichtung 100 darin, dass der Druckraum 140' in tangentialer Richtung kürzer ist und dass der Verdichtungsbereich 141 ' keine Vertiefung bzw. Ausnehmung, wie bei der Verdichtungsvorrichtung 100 aufweist.
Stattdessen weist der Druckraum 140' nur nach dem Verdichtungsbereich 141' oder nach den Einbringmitteln 150', die bei der Verdichtungsvorrichtung 200 nur eine einzelne Einspritzdüse aufweisen, eine Ausnehmung auf. Im Übrigen entspricht die Verdichtungsvorrichtung 200 der Verdichtungsvorrichtung 100. Insofern sei auf die dortige Beschreibung verwiesen.
Im Folgenden sollen noch beispielhaft Betriebsparameter bzw. -daten für das eben beschriebene Verfahren zur Verdichtung angegeben werden. Als Arbeitsgas, d.h. als zu verdichtendes Gas, kann bspw. Kohlenstoffdioxid mit einem Ansaugdruck zwischen 0,8 bar und 1 ,3 bar (jeweils absolut) verwendet werden. Bei einer Förderleistung von 80 cm3/Umdrehung der Axialkolbenmaschine und einer Drehzahl von 1700/min kann dabei ein Ausgangsdruck von 50 bar erreicht werden. Damit ist bspw. ein
Druckverhältnis von bspw. max. 62,5 bar/bar erreichbar. Die Einbringmittel können sich dabei über eine Winkeldifferenz von φ = 55° erstrecken, bei einer Einspritzdauer von 5 ms bei der genannten Drehzahl ergibt sich hierbei ein max. Einspritzvolumen von ca. 3 cm3.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verdichten eines Gases mittels einer Verdichtungsvorrichtung
(100, 200) mit einer Ansaugöffnung (110) und einer Ausstoßöffnung (120) für Gas, wobei das Gas über die Ansaugöffnung (110) angesaugt und in der
Verdichtungsvorrichtung (100) entlang eines Förderweges in Richtung der Ausstoßöffnung (120) gefördert wird,
wobei das Gas in dem Förderweg in einem Verdichtungsbereich (141, 141') verdichtet wird,
wobei in einen Raum, in dem sich das Gas entlang des Förderweges befindet, eine Flüssigkeit eingebracht wird, und
wobei das Gas über die Ausstoßöffnung (120) ausgestoßen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Flüssigkeit eingebracht wird, bevor,
während und/oder nachdem das Gas verdichtet wird bzw. worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Flüssigkeit nach dem Ausstoßen des Gases mittels einer Abscheidevorrichtung abgeschieden wird, und insbesondere anschließend wieder für eine Einbringung verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gas mittels
Bewegung ein oder mehrerer Komponenten (1.60) der Verdichtungsvorrichtung verdichtet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Volumen der
eingebrachten Flüssigkeit mindestens einem Totvolumen des Raumes, in dem sich das Gas während des Einbringens der Flüssigkeit befindet, entspricht.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als
Verdichtungsvorrichtung (100) eine Axialkolbenmaschine verwendet wird.
7. Verdichtungsvorrichtung (100, 200) zum Verdichten eines Gases, mit einer
Ansaugöffnung (110) und einer Ausstoßöffnung (120) für Gas,
wobei in einem Förderweg für das Gas zwischen der Ansaugöffnung (110) und der Ausstoßöffnung (120) ein Verdichtungsbereich (141 , 141') vorgesehen ist, und wobei in dem Förderweg Einbringmittel (150, 150') zum Einbringen von
Flüssigkeit in den Förderweg vorgesehen sind.
8. Verdichtungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 7, wobei die Einbringmittel (150, 150') vor, in und/oder nach dem Verdichtungsbereich (141 , 141') angeordnet sind.
9. Verdichtungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die
Verdichtungsvorrichtung (100, 200) als Axialkolbenmaschine ausgebildet ist.
10. Verdichtungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 9, wobei entlang des
Förderweges zwischen der Ansaugöffnung (110) und der Ausstoßöffnung (120) ein Saugraum (130) und ein Druckraum (140, 140') vorgesehen sind, die sich jeweils bogenförmig um eine Rotationsachse der Verdichtungsvorrichtung (100, 200) erstrecken, und wobei die Einbringmittel (150, 150') in und/oder vor dem Druckraum (140, 140') angeordnet sind.
11. Verdichtungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 10, wobei sich die
Einbringmittel (150, 150') in dem Druckraum (140, 140') über einen Anteil von höchstens 0,5 einer tangentialen Länge des Druckraumes (140, 140') und/oder über eine Winkeldifferenz (φ) von höchstens 70° in Bezug zur Rotationsachse erstrecken.
12. Verdichtungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 10 oder 11 , wobei der
Druckraum (140, 140') über einen Druckkanal (121) mit der Ausstoßöffnung (120) verbunden ist, und wobei die Einbringmittel (150, 150') eine Verbindung zu dem Druckkanal (121) aufweisen.
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