DE2942565A1 - Flammenloser verdampfer - Google Patents
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Description
Umwandler oder Verdampfer werden in verschiedenen Gebieten zur Umwandlung kryogener Flüssigkeiten in Gase weitverbreitet
verwendet. Typisch für derartige Flüssigkeiten sind 0~ und N_, die sich unter Umgebungsbedingungen im
gasförmigen Zustand befinden, so daß bestimmte Verdampfer lediglich Umgebungsluft benötigen, um ausreichende Wärme
zur Verdampfung der Flüssigkeit zu liefern. Der Vorteil bei Verwendung kryogener Flüssigkeiten ist natürlich
wohlbekannt, da das Produkt im flüssigen Zustand gespeichert werden kann, zur Benutzungsstelle transportiert,
gepumpt werden kann usw. und dann erst verdampft wird, um extrem große Gasvolumina zu ergeben.
Eine besondere Anwendung derartiger Verdampfer, für die die Erfindung besonders geeignet ist, besteht in der Einführung
eines inerten Gases mit hohem Druck in Ölbohrungen bzw. Ölquellen zur Förderung oder für andere Behandlungsmaßnahmen.
Derartige Anwendungen von inerten Hochdruck-Gasen sind in US-PS 3 100 528 beschrieben und ein
bevorzugtes Gas für Ölquellen-Behandlungen ist Stickstoff
Eine typische handelsübliche Einheit zur Lieferung von GN- kann in Gestalt eines Lastkraftwagens und/oder Anhängers
mit dem LN2~Speicherbehälter und einem Umwandler
zur Verwandlung des LN- in gasförmiges GN-, sowie der damit verbundenen Pumpeinrichtung, um das gasförmige
GN- zur Einführung in die Ölbohrung unter Druck zu setzen, vorliegen. Die Antriebskraft zur Betätigung der Pumpeinrichtung
kann ein Verbrennungsmotor sein, wie ein Dieselmotor, oder kann eine Gasturbine umfassen. In jedem Fall
ist diese Antriebsquelle ebenfalls auf dem Lastkraftwagen und/oder Anhänger selbst montiert, so daß die gesamte Einheit
zur Lieferung von Hochdruck-GN- leicht zum Standort der Ölbohrung transportiert werden kann und beweglich
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ist, um zu einer anderen Stelle gebracht zu werden, wenn die jeweilige Behandlung vollendet ist.
Verdampfer können allgemein von der Art sein, die Umgebungsluft verwendet, wie in US-PS 3 672 446 beschrieben;
sie können auch eine Quelle zusätzlicher Wärme zur Verdampfung aufweisen, wobei die Wärme von
einer Einrichtung wie einem Gasbrenner geliefert, oder dadurch, daß Motorabgase unmittelbar auf das
die zu verdampfende Flüssigkeit enthaltende Rohr geleitet wird. Der Bedarf nach zusätzlicher Wärme hängt
von der speziellen Anwendung ab, d.h. von der erforderlichen Gasströmung und den typischen Umgebungsbedingungen.
Mit Umgebungsluft arbeitende Verdampfer, die für gewisse
Anwendungsfälle brauchbar sind, sind allgemein langsam arbeitende Einrichtungen zur Verdampfung und
sind natürlich erheblich von der Temperatur der Umgebungsluft abhängig, überdies muß die Größe der
Wärmeübertragungsfläche außerordentlich groß sein, damit die maximale Menge der Umgebungsluft in Berührung
mit der Wärmeübertragungsfläche treten kann, um Wärme an die kryogene Flüssigkeit abzugeben, die durch Röhren
oder Rohrleitungen strömt. Für derartige Verdampfer muß daher am Einsatzort eine große Fläche verfügbar sein
und deshalb ist der mit Umgebungsluft arbeitende Verdampfertyp an Einsatzorten unbrauchbar, an welchen Platz
gespart werden muß, insbesondere wenn es wünschenswert ist, den Verdampfer von einem Einsatzort zu einem anderen
zu transportieren. Diejenigen Verdampfer, die eine Heizeinrichtung verwenden, weisen Brennstoff beheizte Verbrennungskammern
auf, welche die heißen Verbrennungsprodukte über Rohrleitungen führen, die die zu verdampfende
kryogene Flüssigkeit enthalten. Ein Problem bei derartigen brennstoff-beheizten Verdampfern ist je-
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doch die mit der offenen Flamme oder dem Feuer verbundene Gefahr. Diese Gefahr ist besonders auf küstenfernen
Bohrinseln ernst zu nehmen, da die Einrichtungen unzugänglich sind.
Der erfindungsgemäße Verdampfer wird in Verbindung mit
Antriebseinrichtungen, wie einer Dieselmaschine verwendet und weist zugeordnete Ausrüstungen auf, um einen
kompakten, auf einem Ladegestell montierten, unabhängigen LN--Konverter zu bilden, der leicht zum Einsatzort transportierbar
ist, und der wegen seiner kompakten Bauform sogar leicht durch Hubschrauber an jeden gewünschten
Ort, wie beispielsweise zu küstenfernen Bohrplattformen gebracht werden kann.
Die kompakte Bauform wird dadurch ermöglicht, daß in neuartiger Weise Wärme aus verschiedenen Teilen der
Verbrennungsmaschine zur Vorheizung von Umgebungsluft ausgenutzt wird, die dann durch den Verdampfer-Wärmeaustauscher
zur Erwärmung des LN- zirkuliert, wird, um die Verdampfung des flüssigen Stickstoffs herbeizuführen.
Gemäß einer besonderen Ausführung des Verdampfers sind die Auspuffrohre der Verbrennungsmaschine derart angeordnet,
daß sie durch eine Einlaßkammer hindurchtreten, in welcher die Umgebungsluft in den Wärmeaustauscher
eintritt. Auf diese Weise wird Wärme, die normalerweise an die Atmosphäre verlorengeht,eingeschlossen und zur
Erwärmung der eintretenden Umgebungsluft ausgenutzt, so
daß die Verdampfung der Flüssigkeit gefördert wird.
Weitere Teile der Verbrennungsmaschine können ebenfalls in dem Umgebungsluft-Einlaß angeordnet werden, um aus
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diesen Teilen Wärme zu gewinnen. Insbesondere kann der Kühlerradiator der Maschine in dem Einlaß angeordnet
werden und sogar der Hydrauliköl-Kühler kann im Einlaß angebracht werden.
Die Wirkung der Gewinnung dieser normalerweise verlorenen Wärme ermöglicht einen kompakten Gesamtaufbau
der Anlage, so daß eine Verminderung der Größe und des Gewichtes ohne Verminderung der Kapazität
der Anlage verwirklicht werden können.
Da die gewonnene Wärme im wesentlichen aus flammenlosen Quellen stammt, ist die Feuersgefahr wirksam
beseitigt und daher liefern die erfindungsgemäß mögliche kompakte Bauform und die flammenlosen Eigenschaften
eine ideale Anlage, die auf einem Ladegestell montiert und leicht im Lufttransport zu küstenfernen
Ölplattformen gebracht werden kann, um Stickstoff in die Ölbohrungen einzuführen.
Durch die Erfindung wird also ein Flüssigkeits-Dampf-Umwandler
mit einem kompakten, auf einem Ladegestell montierten Aufbau geschaffen, der wirksam eine kryogene
Flüssigkeit in einen Dampf verwandelt, und der auf einem einzigen Ladegestell alle notwendigen Bauteile zusammenfaßt,
die zur Aufnahme der Flüssigkeit und um aus dieser Flüssigkeit eine Hochdruckquelle von Gas zu bilden,
notwendig sind; dieser Verdampfer eignet sich besonders zur Produktgewinnung aus Ölquellen. Der Aufbau umfaßt
eine Verbrennungsmaschine als Antriebsquelle zum Antrieb der Hauptpumpe für die Komprimierung des Dampfes
zur beabsichtigten Verwendung. Ein Wärmeaustauscher empfängt die Flüssigkeit und führt sie durch Rohrleitungen,
wobei die Flüssigkeit im Wärmeaustauscher durch Umgebungsluft verdampft wird, die zur Erwärmung der
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Flüssigkeit und zur Herbeiführung der Verdampfung über die Rohrleitungen geführt wird. Der Wärmeaustauscher
nutzt Wärme vom Maschinenauspuff zur Vorheizung der eintretenden Umgebungsluft, bevor diese
in Wärmeübertragungsbeziehung über die Rohrleitung geführt wird. Zusätzlich kann weitere Wärme an die
eintretende Umgebungsluft dadurch abgegeben werden, daß der Kühlerradiator der Maschine und/oder der
Hydrauliköl-Kühler im Umgebungsluftströmungs-Einlaß angeordnet werden. Der gesamte Umwandler ist besonders
zur Verwendung an Ölquellen-Bohrstellen, wie küstenfernen Bohrplattformen, geeignet, an denen besonders
darauf geachtet werden muß, daß offene Flammen oder Feuer vermieden werden.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es
zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Gesamtansicht einer zusammengebauten erfindungsgemäßen
Anordnung, die in einem Ladegestell montiert ist;
Fig. 2 eine seitliche Querschnittsansicht, in der die Luftströmung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
dargestellt ist; und
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der erfindungsgemäßen
Vorrichtung entlang der Linie 3-3 der Fig. 2.
In der Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß aufgebauten flamnenlosen LN~-Verdampfers
dargestellt. Der gesamte Verdampfer 10 ist in einem
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Metallrahmen 12 eingeschlossen und auf einer Basis
14 montiert, wobei Ringe 16 zum Festbinden und Hebeösen 68 vorgesehen sind, so daß wie nachstehend erläutert
wird, die gesamte Einheit in einem Ladegestell montiert ist und leicht angehoben oder durch
verschiedene Vorrichtungen bewegt werden kann, um die Einheit von einer Stelle zu einer anderen zu bringen.
Diese Art der Montage erleichtert insbesondere den Hubschrauber-Transport, um die Einheit zu küstenfernen
Bohrplattformen zu liefern.
Der zugrundeliegende Verdampfer 10 weist eine Antriebskraft
zur Betätigung der Pumpe auf, die Stickstoff zur Einführung in die Ölbohrung unter Druck setzt. Bei dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Antriebskraft einen Dieselmotor 18, an dessen Motorwelle eine
hydraulische Pumpe 20 befestigt ist, die eine hydraulisch angetriebene, den flüssigen Stickstoff unter Druck
setzende Kryopumpe 70 betätigt. Es sind geeignete Tanks 22 und 24 vorgesehen, die jeweils Brennstofföl für den
Dieselmotor 18 bzw. Hydrauliköl für verschiedene Betätigungs-Hydraulikventile
und die Pumpe 7O enthalten. Ein herkömmliches Steuerpaneel 26 ist derart angeordnet,
daß es von der Bedienungsperson bequem betrachtet werden kann und leicht zugänglich ist.
Der Wärmetauscher,in dem Luft über zu verdampfenden
Stickstoff (N-) enthaltende Rohre geleitet wird, umfaßt ein Kammergehäuse 28, das ebenfalls auf der Basis
14 angebracht ist. Das Kammergehäuse 28 weist einen Hauptlufteinlaß 30 auf, durch den Umgebungsluft in den
Wärmeaustauscher eingeführt wird, sowie einen Luftaus laß 32, durch welchen die Luft den Wärmeaustauscher
verläßt. Wie dargestellt, empfängt der Hauptlufteinlaß 30 tatsächlich Umgebungsluft durch öffnungen 34 und 36,
deren Zweck später erläutert wird.
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Wie bezüglich des Dieselmotors 18 dargestellt ist, ist eine Auspuffleitung 38 vorgesehen, die die heißen
Auspuffgase von dem Motor 18 ableitet und die eine Verbindung zum Wärmeaustauschergehäuse 28 bei 4o herstellt.
Überdies wird das zur Kühlung des Motors 18 verwendete Kühlwasser über einen-Schlauch 42, der das
heiße Wasser vom Motor 18 wegleitet und einen Schlauch 44, der das dann abgekühlte Wasser zum Motor 18 zurückführt
,umgewälzt . Der Motorkühler, der in der Fig. 1 nicht dargestellt ist, empfängt Wasser aus dem Schlauch
42 und führt es über den Schlauch 44 nach Abkühlung des Wassers zurück. Der Kühler ist grundsätzlich herkömmlich
aufgebaut, er ist jedoch innerhalb des Einlasses 30 des Wärmeaustauschergehäuses 28 durch die Sammelleitung 46
angeordnet. Innerhalb des Einlasses 30 ist überdies der Hydrauliköl-Kühler 37 angeordnet, der zur Kühlung des
für die vorstehend beschriebenen Zwecke im System verwendeten Hydrauliköls dient.
In den Fig. 2 und 3 ist im einzelnen der Zweck des besonderen Auspuffsystems, des Kühlersystems und des
Hydrauliköl-Kühlersystems, die bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung verwendet werden, im einzelnen dargestellt. Der Lufteinlaß 30 zum Wärmeaustauscher-Kammergehäuse
28 läßt Umgebungsluft in den Wärmeaustauscher, in welchem sie über die zu verdampfenden flüssigen
Stickstoff LN„ enthaltenden Schlangen bzw. Rohrschlangen
48 tritt. Zur Einführung von LN- aus der Pumpe 70 in die Rohrschlangen 48 ist ein geeigneter Einlaß 50
vorgesehen, und ein Auslaß 52 erlaubt die Entfernung von gasförmigem Stickstoff GN? zur Einführung in die Ölquelle
bzw. die Ölbohrung.
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Das Kammergehäuse 28 ist mittels einer Trennwand 54 in zwei getrennte Durchgänge unterteilt, um die Luft
über die Schlangen 48 zu lenken. Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, tritt die Luft anfänglich nach unten in
das Kammergehäuse 28 ein, wie durch die Pfeile 56 angegeben ist, dann durch eine untere Kammer 58 und
danach aufwärts, wie durch die Pfeile 60 gezeigt, zu einem Auslaß 32. Auf diese Weise ist der Wärmeaustauscher,
in dem LN~ durch die Luft erwärmt wird, in ein ziemlich kleines Abteil zusammengedrängt, wobei jedoch der Luft
soviel Berührungsfläche mit den Schlangen 48 gegeben ist, wie möglich, um genügend Wärme zur Verdampfung
abgeben zu können.
In dem Luftauslaß 32 ist ein Ventilator bzw. Gebläse 62 angeordnet, der die Luftströmung von dem Lufteinlaß
3O zum Auslaß 32 herbeiführt; das Gebläse 62 kann bequemerweise durch eine hydraulische Vorrichtung angetrieben
werden, die durch Fluid aus der durch den Dieselmotor 18 gedrehten hydraulischen Pumpe 20 betätigt wird.
Im dem Lufteinlaß 30 ist der Motorkühler 64 angeordnet, der die Schläuche 42 und 44 der Fig. 1 verbindet und der
zur Kühlung des in dem Motor zirkulierenden Wassers in herkömmlicher Weise dient, jedoch zusätzlich auch die
Außen-Umgebungsluft aufheizt, so daß diese Luft zusätzliche
Wärme zur Verdampfung des LN- in den Schlangen aufbringen kann. Luft wird auch über den Hydrauliköl-Kühler
37 gezogen, um dem Wärmeaustauscher 28 zusätzliche Wärme zuzuführen und gleichzeitig das im System
verwendete Hydrauliköl zu kühlen.
Zusätzlich werden die Motor-Auspuffgase über die Leitungen
66 durch den Lufteinlaß 30 geführt, wobei die
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heißen Auspuffgase Wärme abgeben, um der eintretenden Umgebungsluft zur Verdampfung des flüssigen Stickstoffs
LN- zusätzliche Wärme zu liefern. Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, sind die Auspuff leitungen 66 für ein
Doppel-Auspuffsystem beschrieben. Es ist jedoch die Verwendung einer einzelnen oder mehrfacher Auspuffleitungen
sicherlich gleichermaßen anwendbar, jeweils in Abhängigkeit von der Motorgröße und dem Wärmebedarf.
Durch die beschriebene Ausbildung ist der gesamte Verdampfer sehr kompakt auf einem Ladegestell zusammengefaßt
und liefert eine ausreichende Menge verdampften Stickstoffs für Ölbohrungs-Anwendungen, ohne dabei eine
äußere Wärmequelle, wie eine Flamme zu benötigen, indem die Auspuffwärme des Dieselmotors ausgenutzt wird, der
normalerweise zur Lieferung der Kraft für das Stickstoffpumpen verwendet wird; überdies werden zur optimalen
Wärmeübertragung der Dieselmotor-Kühler und der Ölkühler genutzt, die innerhalb des Wärmeaustauscher-Einlasses
angeordnet sind, um zusätzliche Wärme aus dem zirkulierenden Wasser und dem Hydrauliköl zu gewinnen, wobei
diese Kühler dennoch als normaler Motorkühler und Hydrauliköl-Kühler arbeiten. Auf diese Weise wird die
gedrängte Bauform optimiert, ohne Wärmeaustauscher-Kapazität zu opfern und die gesamte Einheit ist klein
genug, so daß sie leicht am Einsatzort angebracht und zu diesem hin und von diesem weg transportiert werden
kann.
Als spezielles Ausführungsbeispiel eines auf einem Ladegestell montierten Verdampfers für Ölbohrungs-Anwendungen
kann ein Zwangsluft-Verdampfer erzeugt werden, der eine 3-GMPD- oder 3-LMPD-Stickstoffpumpe verwendet, die mit einer
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Drehzahl bis zu 1200 U/min arbeitet und 2,124 bis 2,832 m3/min (75 bis 100 SCFM) Stickstoff mit Drücken
bis zu 689,48 bar (10000 psig) liefert. Die Temperatur des austretenden Stickstoffgases entspricht etwa der
Umgebung und die gesamte Einheit weist eine Größe von etwa 2,40 m Länge, 1,80 m Breite und 2,20 m Höhe auf,
bei einem geschätzten Gewicht von 3992 kg. Die Einheit ist daher für einen Lufttransport ausreichend kompakt
und erzeugt dennoch eine ausreichende Strömung von Stickstoff unter hohem Druck für eine Ölquellen-Behandlung.
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Claims (12)
- Patentansprüche1 .) Kompakter, unabhängiger, mit Umgebungsluft arbeitender Verdampfer mit einer mit einem Kühler- und einem Auspuffsystem ausgestatteten Verbrennungsmaschine und einer von der Verbrennungsmaschine betätigten Pumpeinrichtung, gekennzeichnet durch einen Wärmeaustauscher mit einer Umgebungsluft-Einlaßkammer und einer Auslaßkammer, Einrichtungen zur Führung von Umgebungsluft in einem Pfad von der Einlaßkammer zur Auslaßkammer, Rohreinrichtungen innerhalb des Wärmeaustauschers, die im Pfad der Umgebungsluft angeordnet sind, wobei diese Rohreinrichtungen zum Empfang von flüssiger kryogener Substanz von der Pumpeinrichtung ausgebildet sind und die Umgebungsluft Wärme an die kryogene Substanz abgibt, um die Substanz zur Umwandlung in ein Gas zu erwärmen, sowie030017/0943üTZ FlNSTER.VALO HEYN 1.'C=GAN eXC I/ JN"^1; 22 RDbERT-KOCHSTRASSEI TEL O«· 22 42 ·>1 TELEX C5 - Σ9672 PATt.'FORIGINAL INSPECTEDdurch Heizeinrichtungen in der Einlaßkammer des Wärmeaustauschers, die zur Übertragung von Wärme aus der Verbrennungsmaschine ausgebildet sind, um die in die Einlaßkammer eintretende Umgebungsluft aufzuwärmen.
- 2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizeinrichtungen den Kühlerradiator der Verbrennungsmaschine umfassen.
- 3. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizeinrichtungen wenigstens einen Teil des Auspuffsystems der Verbrennungsmaschine umfassen.
- 4. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizeinrichtungen den Kühlerradiator und wenigstens einen Teil des Auspuff systems der Verbrennungsmaschine umfassen.
- 5. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmeaustauscher mehrfach Durchgänge für die Umgebungsluft aufweist, um der kryogenen Substanz Wärme zuzuführen.
- 6. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die kryogene Substanz flüssiger Stickstoff ist.
- 7. Kompakter, auf einem Ladegestell montierter, mit Umgebungsluft arbeitender Verdampfer zur Umwandlung einer flüssigen kryogenen Substanz in ein Hochdruckgas, dadurch gekennzeichnet , daß der Verdampfer einen Rahmen aufweist, eine auf dem Rahmen angebrachte Verbrennungsmaschine, die einen Kühlerradiator und ein Auspuffsystem aufweist, daß030017/0943Pumpeinrichtungen und ein Wärmeaustauscher vorgesehen sind, die auf dem Rahmen montiert sind, daß der Wärmeaustauscher Rohrleitungen mit einem Einlaß zum Empfang der flüssigen kryogenen Substanz und einem Auslaß zur Abgabe des aus der flüssigen kryogenen Substanz gebildeten Gases enthält, daß der Wärmeaustauscher überdies einen durchgehenden Pfad aufweist, durch welchen Luft in wärmeaustauschender Beziehung mit der Rohrleitung hindurchtritt, daß dieser Pfad eine Umgebungsluft-Einlaßkammer und einen Luftauslaß aufweist, daß der Umgebungsluft-Einlaß Heizeinrichtungen zur Nutzung von Wärme aus der Verbrennungsmaschine aufweist, um der durch die Einlaßkammer hindurchtretenden Umgebungsluft Wärme zuzuführen und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Luft zu veranlassen, von dem Einlaß entlang des Pfades zu dem Auslaß zu strömen und dabei die flüssige kryogene Substanz zu erwärmen, so daß die flüssige Substanz in eine gasförmige Form umgewandelt wird, wobei die Pumpeinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie den flüssigen Stickstoff empfängt und mit einem vorbestimmten hohen Druck komprimiert, um ihn in den Wärmeaustauscher-Einlaß einzuführen.
- 8. Verdampfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizeinrichtungen den Kühlerradiator der Verbrennungsmaschine umfassen.
- 9. Verdampfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizeinrichtungen wenigstens einen Teil des Auspuffsystems der Verbrennungsmaschine umfassen.
- 10. Verdampfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizeinrichtungen den Kühlerradiator und wenigstens einen Teil des Auspuff-030017/0943systems der Verbrennungsmaschine umfassen.
- 11. Kompakter, auf einem Ladegestell montierter, mit Umgebungsluft arbeitender Verdampfer zur Umwandlung flüssigen Stickstoffs in ein Hochdruck-Gas, welches zur Einführung in eine Ölbohrung für die Produktgewinnung geeignet ist, gekennzeichnet durcha) einen Rahmen,b) eine an dem Rahmen angebrachte Verbrennungsmaschine mit einem Kühlerradiator und Auspuffleitungen,c) Hydrauliköl-Pumpeinrichtungen, die durch die Verbrennungsmaschine betätigbar sind, um Hydrauliköl unter Druck zu liefern,d) einen am Rahmen montierten Wärmeaustauscher, der eine langgestreckte Rohrleitung mit einem Einlaß zum Empfang flüssigen Stickstoffes und einem Auslaß zur Abgabe gasförmigen Stickstoffes aufweist, wobei der Wärmeaustauscher einen Pfad zur Förderung von Umgebungsluft in wärmeleitender Beziehung mit der Rohrleitung bildet und der Pfad eine Einlaßkammer und einen Auslaß aufweist, mit Heizeinrichtungen in der Heizkammer, die Wärme von der Verbrennungsmaschine zur Aufheizung der durch die Einlaßkammer hindurchtretenden Umgebungsluft entnimmt und überdies eine Hydrauliköl-Kühleinrichtung umfaßt, die zur Kühlung des Hydrauliköles von der Hydrauliköl-Pumpe ausgebildet ist, so daß Wärme von diesem Hydrauliköl zur weiteren Aufheizung der Umgebungsluft in der Einlaßkammer entnommen wird, und durch030017/0943e) Pumpeinrichtungen, die an dem Rahmen montiert sind, und zur Aufnahme flüssigen Stickstoffes ausgebildet sind, um den Stickstoff zur Ablieferung an den Wärmeaustauscher unter Druck zu setzen.
- 12. Verdampfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtungen den Kühlerradiator der Verbrennungsmaschine und wenigstens ein Teil der Auspuffleitungen umfassen.030017/0943
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3111620A1 (de) * | 1980-03-31 | 1982-02-04 | Halliburton Co., 73533 Duncan, Okla. | Transportabler stickstoffverdampfer und verfahren zum verdampfen von stickstoff |
DE10151121A1 (de) * | 2001-10-20 | 2003-05-08 | Reimund Stelzer | Kraft-Wärme-gekoppelte Einrichtung |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2477276A1 (fr) * | 1980-02-29 | 1981-09-04 | Air Liquide | Procede et installation de rechauffement d'un fluide froid |
US4438729A (en) | 1980-03-31 | 1984-03-27 | Halliburton Company | Flameless nitrogen skid unit |
US4566284A (en) * | 1985-03-25 | 1986-01-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus to upgrade the capacity of ambient-air liquid cryogen vaporizers |
EP0463642B1 (de) * | 1987-01-23 | 1993-08-18 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Gasablieferungseinheit |
FR2610081B1 (fr) * | 1987-01-23 | 1989-02-10 | Air Liquide | Dispositif de stockage de liquide cryogenique |
US4738115A (en) * | 1987-06-17 | 1988-04-19 | Hydra Rig, Incorporated | Liquified gas pumping and vaporization system |
US4821523A (en) * | 1988-03-31 | 1989-04-18 | Union Carbide Corporation | Method and apparatus for reliable gas supply |
AU752144B2 (en) * | 1998-07-27 | 2002-09-05 | Steamvac of Australia Pty. Ltd. | Steam cleaning heating unit |
US7540160B2 (en) * | 2005-01-18 | 2009-06-02 | Selas Fluid Processing Corporation | System and method for vaporizing a cryogenic liquid |
US20060260330A1 (en) * | 2005-05-19 | 2006-11-23 | Rosetta Martin J | Air vaporizor |
US7493772B1 (en) * | 2006-03-20 | 2009-02-24 | Cryoquip, Inc. | Enhanced natural draft vaporizer for cryogenic fluids |
US8776535B1 (en) * | 2011-07-11 | 2014-07-15 | Robert E. Bernert, Jr. | Ambient air vaporizer fog dispersal system |
US9228760B2 (en) | 2012-04-27 | 2016-01-05 | Mac, Inc. | Flameless heating system |
US20140130521A1 (en) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | Fluor Technologies Corporation | Configurations and Methods for Ambient Air Vaporizers and Cold Utilization |
CA3041616A1 (en) | 2016-11-11 | 2018-05-17 | Stulz Air Technology Systems, Inc. | Dual mass cooling precision system |
CN110778414B (zh) * | 2019-11-27 | 2022-04-22 | 上海松耀新能源科技有限公司 | 燃气发电机组余热利用撬块装置 |
CN111673123B (zh) * | 2020-05-19 | 2021-08-20 | 南京信息职业技术学院 | 电液控制螺旋锥杆钻拉油箱排油孔设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB342597A (de) * | 1929-04-06 | 1931-02-05 | Gesellschaft Fuer Industriegasverwertung M.B.H. | |
GB753285A (en) * | 1953-07-24 | 1956-07-18 | Union Carbide & Carbon Corp | Improvements in vaporizers for liquified gases |
US3100528A (en) * | 1961-02-06 | 1963-08-13 | Big Three Welding Equipment Co | Methods for using inert gas |
US3229472A (en) * | 1964-05-15 | 1966-01-18 | Union Carbide Corp | Method and apparatus for pumping and vaporizing liquefied gas |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2359219A (en) * | 1943-03-26 | 1944-09-26 | Green S Fuel Inc | Means for using liquefied petroleum gases for engine fuel |
US2833121A (en) * | 1953-11-24 | 1958-05-06 | Union Carbide Corp | Apparatus for vaporizing volatile liquids |
US3058317A (en) * | 1958-03-31 | 1962-10-16 | Superior Air Products Co | Vaporization of liquefied gases |
US3124940A (en) * | 1960-10-12 | 1964-03-17 | Guelton | |
US3672446A (en) * | 1969-01-21 | 1972-06-27 | Airco Inc | Ambient air vaporizer |
CA873142A (en) * | 1969-02-10 | 1971-06-15 | Union Carbide Canada Limited | Mobile converting unit |
US3662561A (en) * | 1970-07-30 | 1972-05-16 | Veskol Inc | Cooling apparatus |
DE2052154A1 (en) * | 1970-10-23 | 1972-04-27 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Low temp gas evaporator - with low conductivity tube facing to prevent frosting |
US3823568A (en) * | 1973-08-29 | 1974-07-16 | T Bijasiewicz | Method and apparatus for air conditioning vehicles |
US4003139A (en) * | 1975-05-06 | 1977-01-18 | Winkle Clinton T Van | Grain dryer |
-
1978
- 1978-10-23 US US05/953,994 patent/US4226605A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-10-22 DE DE2942565A patent/DE2942565C2/de not_active Expired
- 1979-10-22 FR FR7926177A patent/FR2439937A1/fr active Granted
- 1979-10-22 NO NO793383A patent/NO148003C/no unknown
- 1979-10-22 GB GB7936618A patent/GB2033068B/en not_active Expired
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB342597A (de) * | 1929-04-06 | 1931-02-05 | Gesellschaft Fuer Industriegasverwertung M.B.H. | |
GB753285A (en) * | 1953-07-24 | 1956-07-18 | Union Carbide & Carbon Corp | Improvements in vaporizers for liquified gases |
US3100528A (en) * | 1961-02-06 | 1963-08-13 | Big Three Welding Equipment Co | Methods for using inert gas |
US3229472A (en) * | 1964-05-15 | 1966-01-18 | Union Carbide Corp | Method and apparatus for pumping and vaporizing liquefied gas |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3111620A1 (de) * | 1980-03-31 | 1982-02-04 | Halliburton Co., 73533 Duncan, Okla. | Transportabler stickstoffverdampfer und verfahren zum verdampfen von stickstoff |
DE10151121A1 (de) * | 2001-10-20 | 2003-05-08 | Reimund Stelzer | Kraft-Wärme-gekoppelte Einrichtung |
DE10151121B4 (de) * | 2001-10-20 | 2006-04-06 | Reimund Stelzer | Kraft-Wärme-gekoppelte Einrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2033068A (en) | 1980-05-14 |
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GB2033068B (en) | 1983-04-27 |
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