EP4224015A1 - Hydrogen compressors - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a compression arrangement for compressing hydrogen, comprising a first number of compressors of a first type, the compressors of the first type each having a first inflow region which is designed for flow with a first partial inlet volume flow, the compressors of first type each have a first outflow area, which are designed for outflow with a first partial outflow volume flow, further comprising a compressor of a second type, wherein the compressor of the second type has a second inflow area, which is designed to flow through a second partial inlet volume flow is formed, wherein the compressor of the second type has a second outflow area, which is designed for outflow with a second partial outflow volume flow, wherein the second inflow area of the compressor of the second type is fluidically connected to the first outflow areas of the compressors of the first type .
- the hydrogen density in the atmospheric state is very low at around 90g/m 3 . Therefore, hydrogen must be compressed to achieve a usable energy density.
- the invention has set itself the task specify a system and a method with which a cost advantage can be achieved.
- a compression arrangement for compressing hydrogen comprising a first number of compressors of a first type, the compressors of the first type each having a first inflow area which is designed for flow with a first partial inlet volume flow, the Compressors of the first type each have a first outflow area, which is designed for outflow with a first partial outflow volume flow, further comprising a compressor of a second type, wherein the compressor of the second type has a second inflow area, which is designed to flow through a second Partial inlet volume flow is formed, the compressor of the second type having a second outflow area, which is designed for outflow with a second partial outflow volume flow, the second inflow area of the compressor of the second type having the first outflow areas of the compressor of the first type is fluidly connected, wherein the number and the pressure ratio of the compressors of the first type and the second type is such that the sum of the first partial outflow volume flows corresponds to the first partial inlet volume flow.
- An essential idea of the invention is to make the compression arrangement as compact as possible in order to minimize the use of drive motors and housings.
- the volume flow is kept as constant as possible and the losses are kept as small as possible.
- the compressors are connected in a cascade, with the number of compressor housings decreasing as the pressure ratio increases.
- the housings are arranged in space in such a way that they can be fitted with the appropriate piping can be provided as well as can be operated with only a single drive. This requires a gearbox with several drive ends, as is also used in geared compressors.
- the compressors of the first type, the compressors of the second type, the compressors of the third type and the compressors of the fourth type differ with regard to their pressure ratio.
- the compressors can be optimally configured to fulfill the compression task.
- the compressors of the first type are of identical construction.
- an identical design means that the production, assembly and physical compression task for the individual compressors of the first type are almost identical. Costs are saved by such a uniform design of the compressors of the first type, since individual adjustments are negligible.
- the compressors of the second type are of identical construction.
- an identical design means that the production, assembly and physical compression task for the individual compressors of the second type are almost identical. Costs are saved by such a uniform design of the compressors of the second type, since individual adaptations are negligible.
- the compressors of the first type and the compressors of the second type are the compressors of the third type and/or the compressors of the fourth type are multi-stage.
- a cooling arrangement for cooling the flow medium is arranged between the outlet of a compressor of the first type and the inlet of a compressor of the second type, with a cooling arrangement for cooling between the outlet of a compressor of the second type and the inlet of a compressor of the third type Cooling of the flow medium is arranged and / or wherein a cooling arrangement for cooling the flow medium is arranged between the outlet of a compressor of the third type and the inlet of a compressor of the fourth type.
- the compression arrangement comprises a geared compressor with a large wheel tooth and a plurality of planetary gearwheels, with the compressors of the first type being coupled in a torque-transmitting manner on a first planetary gearwheel and on a second planetary gearwheel, with the Compressors of the second type are coupled in a torque-transmitting manner, with the compressors of the third type and the compressors of the fourth type being coupled in a torque-transmitting manner on a fourth planetary gear wheel.
- compressors of the first type are arranged along a first axis on the first planetary gear wheel, with four compressors of the first type being arranged along a second axis on the second planetary gear wheel, on each side of the first planetary gear wheel and two compressors of the first type are arranged in each case on the second planetary gear wheel.
- the compression arrangement has a comparatively high number of identical housings, so that the costs can be reduced with the help of repeat parts.
- the figure 1 shows a schematic representation of a compression arrangement 1 according to the invention.
- a compression arrangement 1 makes it possible to carry out the compression of hydrogen in a cost-effective manner.
- the compression of the hydrogen is carried out in a cascade.
- the figure 1 shows a compression arrangement 1 for compressing hydrogen, comprising a first number of compressors of a first type 2, the compressors of the first type 2 each having a first inflow area which is designed to flow with a first partial inlet volume flow, the compressors of the first type 2 each have a first outflow area, which is designed for outflow with a first partial outflow volume flow, further comprising a compressor of a second type 3, wherein the compressor of the second type 3 has a second inflow area, which is designed to flow through a second Partial inlet volume flow is formed, the compressor of the second type 3 having a second outflow area, which is designed for outflow with a second partial outflow volume flow, the second inflow area of the compressor of the second type 3 having the first outflow areas of the compressor of the first type 2 is fluidically connected, wherein the number and the pressure ratio of the compressors of the first type 2 and the second type 3 is such that the sum of the first partial outflow volume flows corresponds to the first partial inlet volume flow.
- the compression arrangement 1 for compressing hydrogen comprises at least eight compressors of a first type 2, which are fluidically connected on the input side to a hydrogen input line (not shown).
- the compressor of the first type 2 is designed to convert a specific inlet pressure into an outlet pressure.
- the hydrogen compressed in the compressors of the first type 2 is fed to a cooling arrangement (not shown), the temperature of the hydrogen, which has been heated up by the compression work in the compressor 2, being cooled again in the cooling arrangement.
- the hydrogen After the hydrogen has been cooled in the cooling arrangement, it is fed to at least two compressors of a second type 3 .
- the compressor of the second type 3 is also designed to convert a specific inlet pressure into an outlet pressure.
- the pressure ratios here are different from those of the type 1 compressor.
- the two compressors of the second type 3 are fluidically connected on the inlet side to the outlet of the compressor of the first type 2 .
- the hydrogen compressed in the compressors of the second type 3 is fed to a further cooling arrangement (not shown), the temperature of the hydrogen, which has been heated up by the compression work in the compressor 3, being cooled again in the further cooling arrangement.
- the hydrogen After the hydrogen has been cooled in the further cooling arrangement, it is fed to at least one compressor of a third type 4 .
- the third type compressor 4 is also designed to convert a certain inlet pressure into an outlet pressure. However, the pressure conditions here are different from those of the compressor of the first type 2 and the compressor of the second type 3.
- the compressor of the third type 4 is thus fluidically connected on the inlet side to the outlet of the compressor of the second type 3 .
- the hydrogen compressed in the compressors of the third type 4 is fed to a further cooling arrangement (not shown). supplied, wherein the temperature of the hydrogen, which has been heated by the compression work in the compressor of the third type 4, is cooled again in the further cooling arrangement.
- the hydrogen After the hydrogen has been cooled in the further cooling arrangement, it is fed to at least one compressor of a fourth type 5 .
- the fourth type compressor 5 is also designed to convert a certain inlet pressure into an outlet pressure.
- the pressure conditions here are different from those of the compressor of the first type 2, the compressor of the second type 3 and the compressor of the third type 4.
- the compressor of the fourth type 5 is fluidically connected on the inlet side to the outlet of the compressor of the third type 4 .
- the compressors of the first type 2 are identical. This means that all compressors of the first type 2 installed in the compression arrangement 1 have the same structural dimensions, the same pressure ratios and were manufactured using the same manufacturing process. As a result, the costs for such a compression arrangement are reduced enormously.
- the compressors of the second type 3 have the same construction. This means that all compressors of the second type 3 installed in the compression arrangement 1 have the same structural dimensions, the same pressure ratios and were manufactured using the same manufacturing process. As a result, the costs for such a compression arrangement are reduced enormously.
- the compressors of the first type 2, the compressors of the second type 3, the compressors of the third type 4 and/or the compressors of the fourth type 5 are multi-stage (not shown in Fig figure 1 ).
- the compressors of the first type 2, the compressors of the second type 3, the compressors of the third type 4 and the compressors of the fourth type 5 are coupled to a drive unit 6 in a torque-transmitting manner.
- the compression arrangement is equipped with a geared compressor 7 with a large wheel tooth 8 and several planetary gear wheels (in figure 1 not shown) formed.
- the compressors of the second type 3 are arranged in a torque-transmitting manner on a planetary gear wheel, one compressor of the second type 3 being arranged on one side and on the other side of the large gear wheel.
- the compressors of the third type 4 and the fourth type 5 are arranged in a torque-transmitting manner on a planetary gear wheel, with a compressor of the third type 4 being arranged on one side and a compressor of the fourth type 5 on the other side of the large gear wheel.
- the figure 2 shows a lateral arrangement of the compression arrangement 1 in a schematic representation.
- the geared compressor is arranged in a housing 10 .
- the planet gears driven via the large gear 8 are represented symbolically by the letters A, B and C.
- the letter A should stand for the compression work of the compressor of the first type 2, the letter B for the compression work of the compressor of the second type 3 and the letter C for the compression work of the compressor of the third type 4 and the compressor of the fourth type 5.
- FIG 3 shows a side view of the compression assembly 1.
- the figure 4 shows a view from above of the compression arrangement 1.
- A, B, C and D symbolize the individual compressors.
- A is said to be a compressor of the first type 2 symbolize.
- B is intended to symbolize a compressor of the second type 3 .
- C is intended to symbolize a compressor of the third type 4.
- D is intended to symbolize a fourth type 5 compressor.
- the figure 5 shows schematically how the compaction process takes place.
- the chronological sequence of compression is from left to right.
- hydrogen flows through eight compressors of the first type 2 via a hydrogen inlet line, the hydrogen being compressed in the compressor of the first type 2 . This will be in the figure 5 represented by the symbols in the first column.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verdichtungsanordnung (1) zur Verdichtung von Wasserstoff, umfassend mindestens acht Verdichter eines ersten Typs (2), die eingangsseitig mit einer Wasserstoffeingangsleitung strömungstechnisch verbunden sind, mindestens zwei Verdichter eines zweiten Typs (3), die eingangsseitig mit dem Ausgang der Verdichter des ersten Typs (2) strömungstechnisch verbunden sind, mindestens ein Verdichter eines dritten Typs (4), der eingangsseitig mit dem Ausgang der Verdichter des zweiten Typs (3) strömungstechnisch verbunden ist, mindestens ein Verdichter eines vierten Typs (5), der eingangsseitig mit dem Ausgang des Verdichters des dritten Typs (4) strömungstechnisch verbunden ist.The invention relates to a compression arrangement (1) for compressing hydrogen, comprising at least eight compressors of a first type (2) which are fluidically connected to a hydrogen inlet line on the inlet side, at least two compressors of a second type (3) which are connected to the outlet of the compressor on the inlet side of the first type (2) are fluidically connected, at least one compressor of a third type (4), which is fluidically connected on the inlet side to the outlet of the compressors of the second type (3), at least one compressor of a fourth type (5), which on the inlet side is connected to is fluidically connected to the outlet of the compressor of the third type (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Verdichtungsanordnung zur Verdichtung von Wasserstoff, umfassend eine erste Anzahl an Verdichtern eines ersten Typs, wobei die Verdichter des ersten Typs jeweils einen ersten Einströmbereich aufweisen, die zur Beströmung mit einem ersten Teil-Einlass-Volumenstrom ausgebildet sind, wobei die Verdichter des ersten Typs jeweils einen ersten Ausströmbereich aufweisen, die zum Ausströmen mit einem ersten Teil-Ausström-Volumenstrom ausgebildet sind, ferner umfassend einen Verdichter eines zweiten Typs, wobei der Verdichter des zweiten Typs einen zweiten Einströmbereich aufweist, der zur Beströmung eines zweiten Teil-Einlass-Volumenstrom ausgebildet ist, wobei der Verdichter des zweiten Typs einen zweiten Ausströmbereich aufweist, der zum Ausströmen mit einem zweiten Teil-Ausström-Volumenstrom ausgebildet ist, wobei der zweite Einströmbereich des Verdichters des zweiten Typs mit den ersten Ausströmbereichen der Verdichter des ersten Typs strömungstechnisch verbunden ist.The invention relates to a compression arrangement for compressing hydrogen, comprising a first number of compressors of a first type, the compressors of the first type each having a first inflow region which is designed for flow with a first partial inlet volume flow, the compressors of first type each have a first outflow area, which are designed for outflow with a first partial outflow volume flow, further comprising a compressor of a second type, wherein the compressor of the second type has a second inflow area, which is designed to flow through a second partial inlet volume flow is formed, wherein the compressor of the second type has a second outflow area, which is designed for outflow with a second partial outflow volume flow, wherein the second inflow area of the compressor of the second type is fluidically connected to the first outflow areas of the compressors of the first type .
Die Wasserstoff-Dichte ist im atmosphärischen Zustand mit etwa 90g/m3 sehr gering. Daher muss Wasserstoff zur Erreichung einer nutzbaren Energiedichte komprimiert werden.The hydrogen density in the atmospheric state is very low at around 90g/m 3 . Therefore, hydrogen must be compressed to achieve a usable energy density.
Allerdings ist die effiziente Verdichtung von Wasserstoff auf Grund des geringen Molgewichtes eine technische Herausforderung. Hier werden in Abhängigkeit des Verdichtungsverhältnisses zahlreiche Verdichterstufen benötigt, welche Zwischenkühlungen benötigen und in entsprechend vielen Verdichtergehäusen untergebracht werden müssen. Dies resultiert in einer Vielzahl von Strängen mit entsprechend vielen Antriebsmotoren und Zwischengetrieben.However, the efficient compression of hydrogen is a technical challenge due to the low molecular weight. Depending on the compression ratio, numerous compressor stages are required here, which require intermediate cooling and must be accommodated in a corresponding number of compressor housings. This results in a large number of strands with a corresponding number of drive motors and intermediate gears.
Die Erfindung hat es sich ausgehend von den bekannten Problemen und Nachteilen des Standes der Technik zur Aufgabe gemacht eine Anlage und ein Verfahren anzugeben, mit der ein Kostenvorteil erzielt werden kann.Based on the known problems and disadvantages of the prior art, the invention has set itself the task specify a system and a method with which a cost advantage can be achieved.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verdichtungsanordnung zur Verdichtung von Wasserstoff, umfassend eine erste Anzahl an Verdichtern eines ersten Typs, wobei die Verdichter des ersten Typs jeweils einen ersten Einströmbereich aufweisen, die zur Beströmung mit einem ersten Teil-Einlass-Volumenstrom ausgebildet sind, wobei die Verdichter des ersten Typs jeweils einen ersten Ausströmbereich aufweisen, die zum Ausströmen mit einem ersten Teil-Ausström-Volumenstrom ausgebildet sind, ferner umfassend einen Verdichter eines zweiten Typs, wobei der Verdichter des zweiten Typs einen zweiten Ein-strömbereich aufweist, der zur Beströmung eines zweiten Teil-Einlass-Volumenstrom ausgebildet ist, wobei der Verdichter des zweiten Typs einen zweiten Aus-strömbereich aufweist, der zum Ausströmen mit einem zweiten Teil-Ausström-Volumenstrom ausgebildet ist, wobei der zweite Einströmbereich des Verdichters des zweiten Typs mit den ersten Ausströmbereichen der Verdichter des ersten Typs strömungstechnisch verbunden ist, wobei die Anzahl und das Druckverhältnis der Verdichter des ersten Typs und des zweiten Typs derart ist, dass die Summe der ersten Teil-Ausström-Volumenströme dem ersten Teil-Einlass-Volumenstrom entspricht.The object is achieved by a compression arrangement for compressing hydrogen, comprising a first number of compressors of a first type, the compressors of the first type each having a first inflow area which is designed for flow with a first partial inlet volume flow, the Compressors of the first type each have a first outflow area, which is designed for outflow with a first partial outflow volume flow, further comprising a compressor of a second type, wherein the compressor of the second type has a second inflow area, which is designed to flow through a second Partial inlet volume flow is formed, the compressor of the second type having a second outflow area, which is designed for outflow with a second partial outflow volume flow, the second inflow area of the compressor of the second type having the first outflow areas of the compressor of the first type is fluidly connected, wherein the number and the pressure ratio of the compressors of the first type and the second type is such that the sum of the first partial outflow volume flows corresponds to the first partial inlet volume flow.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, die Verdichtungsanordnung möglichst kompakt zu gestalten, um dadurch den Einsatz von Antriebsmotoren und Gehäusen zu minimieren. Dafür wird der Volumenstrom möglichst konstant und die Verluste möglichst klein gehalten. Dafür werden die Verdichter in einer Kaskade verschaltet, wobei mit zunehmendem Druckverhältnis die Anzahl der Verdichtergehäuse abnimmt.An essential idea of the invention is to make the compression arrangement as compact as possible in order to minimize the use of drive motors and housings. For this purpose, the volume flow is kept as constant as possible and the losses are kept as small as possible. To do this, the compressors are connected in a cascade, with the number of compressor housings decreasing as the pressure ratio increases.
In Abhängigkeit des Druckverhältnisses über ein Gehäuse werden entsprechend viele Volumenströme zusammengeführt, wobei die Summe der Teilvolumenströme wieder dem ursprünglichen Eingangsvolumenstrom entspricht. Die Gehäuse werden dabei so im Raum angeordnet, dass sie sowohl mit entsprechender Verrohrung versehen werden können als auch mit nur einem einzigen Antrieb betrieben werden können. Hierzu ist ein Getriebekasten mit mehreren Antriebsenden nötig, wie er auch in Getriebeverdichtern zum Einsatz kommt.Depending on the pressure ratio across a housing, a corresponding number of volume flows are brought together, with the sum of the partial volume flows again corresponding to the original input volume flow. The housings are arranged in space in such a way that they can be fitted with the appropriate piping can be provided as well as can be operated with only a single drive. This requires a gearbox with several drive ends, as is also used in geared compressors.
Die vom Patentanspruch 1 abhängigen und rückbezogenen Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims which are dependent on and refer back to patent claim 1 relate to advantageous developments of the invention.
In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung unterscheiden sich die Verdichter des ersten Typs, die Verdichter des zweiten Typs, die Verdichter des dritten Typs und die Verdichter des vierten Typs hinsichtlich ihres Druckverhältnisses. Somit können die Verdichter optimiert konfiguriert werden, um die Verdichtungsaufgabe zu erfüllen.In a first advantageous development, the compressors of the first type, the compressors of the second type, the compressors of the third type and the compressors of the fourth type differ with regard to their pressure ratio. Thus, the compressors can be optimally configured to fulfill the compression task.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Verdichter des ersten Typs baugleich ausgeführt.In a further advantageous development, the compressors of the first type are of identical construction.
Unter einer baugleichen Ausführung ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die Herstellung, Montage und physikalische Verdichtungsaufgabe für die einzelnen Verdichter des ersten Typs nahezu identisch sind. Durch solch eine einheitliche Gestaltung der Verdichter des ersten Typs werden Kosten eingespart, da individuelle Anpassungen vernachlässigbar sind.Within the meaning of the invention, an identical design means that the production, assembly and physical compression task for the individual compressors of the first type are almost identical. Costs are saved by such a uniform design of the compressors of the first type, since individual adjustments are negligible.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Verdichter des zweiten Typs baugleich ausgeführt.In a further advantageous development, the compressors of the second type are of identical construction.
Unter einer baugleichen Ausführung ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die Herstellung, Montage und physikalische Verdichtungsaufgabe für die einzelnen Verdichter des zweiten Typs nahezu identisch sind. Durch solch eine einheitliche Gestaltung der Verdichter des zweiten Typs werden Kosten eingespart, da individuelle Anpassungen vernachlässigbar sind.Within the meaning of the invention, an identical design means that the production, assembly and physical compression task for the individual compressors of the second type are almost identical. Costs are saved by such a uniform design of the compressors of the second type, since individual adaptations are negligible.
In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Verdichter des ersten Typs, die Verdichter des zweiten Typs, die Verdichter des dritten Typs und/oder die Verdichter des vierten Typs mehrstufig ausgeführt.In an advantageous development, the compressors of the first type and the compressors of the second type are the compressors of the third type and/or the compressors of the fourth type are multi-stage.
Dadurch kann die Verdichtungsaufgabe jedes einzelnen Verdichters optimiert werden.This allows the compression task of each individual compressor to be optimized.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen dem Ausgang eines Verdichters des ersten Typs und dem Eingang eines Verdichters des zweiten Typs eine Kühlungsanordnung zur Kühlung des Strömungsmediums angeordnet, wobei zwischen dem Ausgang eines Verdichters des zweiten Typs und dem Eingang eines Verdichters des dritten Typs eine Kühlungsanordnung zur Kühlung des Strömungsmediums angeordnet ist und/oder wobei zwischen dem Ausgang eines Verdichters des dritten Typs und dem Eingang eines Verdichters des vierten Typs eine Kühlungsanordnung zur Kühlung des Strömungsmediums angeordnet ist.In a further advantageous development, a cooling arrangement for cooling the flow medium is arranged between the outlet of a compressor of the first type and the inlet of a compressor of the second type, with a cooling arrangement for cooling between the outlet of a compressor of the second type and the inlet of a compressor of the third type Cooling of the flow medium is arranged and / or wherein a cooling arrangement for cooling the flow medium is arranged between the outlet of a compressor of the third type and the inlet of a compressor of the fourth type.
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Verdichtungsanordnung einen Getriebeverdichter mit einem Großradzahn und mehreren Planeten-Zahnräder auf, wobei an einem ersten Planeten-Zahnrad und an einem zweiten Planeten-Zahnrad die Verdichter des ersten Typs drehmomentübertragend gekoppelt sind, wobei an einem dritten Planeten-Zahnrad die Verdichter des zweiten Typs drehmomentübertragend gekoppelt sind, wobei an einem vierten Planeten-Zahnrad die Verdichter des dritten Typs und die Verdichter des vierten Typs drehmomentübertragend gekoppelt sind.In an advantageous development, the compression arrangement comprises a geared compressor with a large wheel tooth and a plurality of planetary gearwheels, with the compressors of the first type being coupled in a torque-transmitting manner on a first planetary gearwheel and on a second planetary gearwheel, with the Compressors of the second type are coupled in a torque-transmitting manner, with the compressors of the third type and the compressors of the fourth type being coupled in a torque-transmitting manner on a fourth planetary gear wheel.
Dadurch ist es insbesondere möglich, lediglich eine Antriebseinheit einzusetzen, um dadurch Kosten zu sparen.This makes it possible, in particular, to use only one drive unit in order to save costs as a result.
In einer vorteilhaften Weiterbildung sind an dem ersten Planeten-Zahnrad vier Verdichter des ersten Typs entlang einer ersten Achse angeordnet, wobei an dem zweiten Planeten-Zahnrad vier Verdichter des ersten Typs entlang einer zweiten Achse angeordnet sind, wobei auf jeder Seite des ersten Planeten-Zahnrades und des zweiten Planeten-Zahnrades jeweils zwei Verdichter des ersten Typs angeordnet sind.In an advantageous development, four compressors of the first type are arranged along a first axis on the first planetary gear wheel, with four compressors of the first type being arranged along a second axis on the second planetary gear wheel, on each side of the first planetary gear wheel and two compressors of the first type are arranged in each case on the second planetary gear wheel.
In dieser vorteilhaften Weiterbildung wird der Gedanke der Kaskadierung weitergeführt. Die Anordnung der Verdichter des ersten Typs erfolgt dadurch platz- und kostensparend.The idea of cascading is continued in this advantageous development. The arrangement of the compressors of the first type is thus space- and cost-saving.
Die Verdichtungsanordnung verfügt über eine vergleichsweise hohe Zahl von identischen Gehäusen, sodass mit Hilfe von Wiederholteilen die Kosten gesenkt werden können.The compression arrangement has a comparatively high number of identical housings, so that the costs can be reduced with the help of repeat parts.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.The properties, features and advantages of this invention described above, and the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings.
Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Identical components or components with the same function are identified with the same reference symbols.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsbeispiele nicht maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der in der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. These are not intended to represent the exemplary embodiments to scale, rather the drawing, where useful for explanation, is in schematic and/or slightly distorted form. With regard to additions to the teachings that can be seen directly in the drawing, reference is made to the relevant state of the art.
Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verdichtungsanordnung;
Figur 2- eine schematische Seitenansicht der Verdichtungsanordnung;
Figur 3- eine perspektivische Darstellung einer Seitenansicht der Verdichtungsanordnung;
Figur 4- eine perspektivische Darstellung einer Draufsicht der Verdichtungsanordnung;
Figur 5- eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verdichtungsanordnung.
- figure 1
- a schematic representation of the compression arrangement according to the invention;
- figure 2
- a schematic side view of the compression assembly;
- figure 3
- a perspective representation of a side view of the compression assembly;
- figure 4
- a perspective representation of a top view of the compression assembly;
- figure 5
- a schematic representation of the compression arrangement according to the invention.
Die
Die
Dazu umfasst die Verdichtungsanordnung 1 zur Verdichtung von Wasserstoff mindestens acht Verdichter eines ersten Typs 2, die eingangsseitig mit einer Wasserstoffeingangsleitung (nicht dargestellt) strömungstechnisch verbunden sind.For this purpose, the compression arrangement 1 for compressing hydrogen comprises at least eight compressors of a
Der Verdichter des ersten Typs 2 ist dafür ausgelegt, einen bestimmten Eingangsdruck in einen Ausgangsdruck umzuwandeln.The compressor of the
Der in den Verdichtern des ersten Typs 2 verdichtete Wasserstoff wird einer Kühlungsanordnung (nicht dargestellt) zugeführt, wobei in der Kühlungsanordnung die Temperatur des Wasserstoffs, der sich durch die Verdichtungsarbeit im Verdichter 2 erwärmt hat, wieder abgekühlt wird.The hydrogen compressed in the compressors of the
Nachdem der Wasserstoff in der Kühlungsanordnung abgekühlt wurde, wird er zumindest zwei Verdichtern eines zweiten Typs 3 zugeführt. Der Verdichter des zweiten Typs 3 ist ebenfalls dafür ausgelegt, einen bestimmten Eingangsdruck in einen Ausgangsdruck umzuwandeln. Allerdings sind hier die Druckverhältnisse anders als die vom Verdichter des Typs 1.After the hydrogen has been cooled in the cooling arrangement, it is fed to at least two compressors of a
Die zwei Verdichter des zweiten Typs 3 sind eingangsseitig mit dem Ausgang der Verdichter des ersten Typs 2 strömungstechnisch verbunden.The two compressors of the
Der in den Verdichtern des zweiten Typs 3 verdichtete Wasserstoff wird einer weiteren Kühlungsanordnung (nicht dargestellt) zugeführt, wobei in der weiteren Kühlungsanordnung die Temperatur des Wasserstoffs, der sich durch die Verdichtungsarbeit im Verdichter 3 erwärmt hat, wieder abgekühlt wird.The hydrogen compressed in the compressors of the
Nachdem der Wasserstoff in der weiteren Kühlungsanordnung abgekühlt wurde, wird er zumindest einem Verdichter eines dritten Typs 4 zugeführt. Der Verdichter des dritten Typs 4 ist ebenfalls dafür ausgelegt, einen bestimmten Eingangsdruck in einen Ausgangsdruck umzuwandeln. Allerdings sind hier die Druckverhältnisse anders als die vom Verdichter des ersten Typs 2 und des Verdichters des zweiten Typs 3.After the hydrogen has been cooled in the further cooling arrangement, it is fed to at least one compressor of a
Der Verdichter des dritten Typs 4 ist somit eingangsseitig mit dem Ausgang des Verdichters des zweiten Typs 3 strömungstechnisch verbunden.The compressor of the
Der in den Verdichtern des dritten Typs 4 verdichtete Wasserstoff wird einer weiteren Kühlungsanordnung (nicht dargestellt) zugeführt, wobei in der weiteren Kühlungsanordnung die Temperatur des Wasserstoffs, der sich durch die Verdichtungsarbeit im Verdichter des dritten Typs 4 erwärmt hat, wieder abgekühlt wird.The hydrogen compressed in the compressors of the
Nachdem der Wasserstoff in der weiteren Kühlungsanordnung abgekühlt wurde, wird er zumindest einem Verdichter eines vierten Typs 5 zugeführt. Der Verdichter des vierten Typs 5 ist ebenfalls dafür ausgelegt, einen bestimmten Eingangsdruck in einen Ausgangsdruck umzuwandeln. Allerdings sind hier die Druckverhältnisse anders als die vom Verdichter des ersten Typs 2, des Verdichters des zweiten Typs 3 und des Verdichters des dritten Typs 4.After the hydrogen has been cooled in the further cooling arrangement, it is fed to at least one compressor of a
Der Verdichter des vierten Typs 5 ist eingangsseitig mit dem Ausgang des Verdichters des dritten Typs 4 strömungstechnisch verbunden.The compressor of the
Die Verdichter des ersten Typs 2 sind baugleich ausgeführt. Das bedeutet, dass alle in der Verdichtungsanordnung 1 eingebauten Verdichter des ersten Typs 2 die gleichen Baumaße haben, die gleichen Druckverhältnisse und nach dem gleichen Fertigungsverfahren hergestellt wurden. Dadurch werden die Kosten für eine solche Verdichtungsanordnung enorm gesenkt.The compressors of the
In ähnlicher Weise sind die Verdichter des zweiten Typs 3 baugleich ausgeführt. Das bedeutet, dass alle in der Verdichtungsanordnung 1 eingebauten Verdichter des zweiten Typs 3 die gleichen Baumaße haben, die gleichen Druckverhältnisse und nach dem gleichen Fertigungsverfahren hergestellt wurden. Dadurch werden die Kosten für eine solche Verdichtungsanordnung enorm gesenkt.In a similar way, the compressors of the
Die Verdichter des ersten Typs 2, die Verdichter des zweiten Typs 3, die Verdichter des dritten Typs 4 und/oder die Verdichter des vierten Typs 5 sind mehrstufig ausgeführt (nicht dargestellt in
Die Verdichter des ersten Typs 2, die Verdichter des zweiten Typs 3, die Verdichter des dritten Typs 4 und die Verdichter des vierten Typs 5 werden mit einer Antriebseinheit 6 drehmomentübertragend gekoppelt.The compressors of the
Dazu wird die Verdichtungsanordnung mit einem Getriebeverdichter 7 mit einem Großradzahn 8 und mehreren Planeten-Zahnräder (in
Wie in der
Die Verdichter des zweiten Typs 3 sind an einem Planeten-Zahnrad drehmomentübertragend angeordnet, wobei jeweils ein Verdichter des zweiten Typs 3 auf der einen und auf der anderen Seite des Großzahnrades angeordnet ist.The compressors of the
Die Verdichter des dritten Typs 4 und des vierten Typs 5 sind an einem Planeten-Zahnrad drehmomentübertragend angeordnet, wobei jeweils ein Verdichter des dritten Typs 4 auf der einen und ein Verdichter des vierten Typs 5 auf der anderen Seite des Großzahnrades angeordnet ist.The compressors of the
Die
Mit den
Mit den Buchstaben A, B, C und D werden die einzelnen Verdichter symbolisiert. A soll einen Verdichter des ersten Typs 2 symbolisieren. B soll einen Verdichter des zweiten Typs 3 symbolisieren. C soll einen Verdichter des dritten Typs 4 symbolisieren. D soll einen Verdichter des vierten Typs 5 symbolisieren.The letters A, B, C and D symbolize the individual compressors. A is said to be a compressor of the
Die
Nach der Verdichtung in den Verdichtern des ersten Typs 2 erfolgen weitere Verdichtungen in Verdichtern des zweiten Typs-3, im Verdichter des dritten Typs 4 und im Verdichter des vierten Typs 5. Durch die Zahlen 1 bis 6 wird symbolisiert, dass die Verdichter mehrstufig ausgeführt werden können.After compression in the compressors of the
Claims (17)
umfassend
full
wobei die Verdichter des ersten Typs im Wesentlichen baugleich ausgeführt sind.Compression arrangement (1) according to claim 1,
wherein the compressors of the first type are designed to be essentially identical.
wobei die Verdichter des ersten Typs und die Verdichter des zweiten Typs im Wesentlichen baugleich ausgeführt sind.Compression arrangement (1) according to claim 1 or 2,
the compressors of the first type and the compressors of the second type being essentially identical in construction.
wobei das Druckverhältnis des Verdichters des zweiten Typs im Wesentlichen identisch ist zu dem Druckverhältnis des Verdichters des ersten Typs.Compression arrangement according to one of claims 1 to 3,
wherein the pressure ratio of the second type compressor is substantially identical to the pressure ratio of the first type compressor.
umfassend
full
wobei sich die Verdichter des ersten Typs (2), die Verdichter des zweiten Typs (3), die Verdichter des dritten Typs (4) und die Verdichter des vierten Typs (5) hinsichtlich ihres Druckverhältnisses unterscheiden.Compression arrangement (1) according to claim 1,
wherein the compressors of the first type (2), the compressors of the second type (3), the compressors of the third type (4) and the compressors of the fourth type (5) differ with regard to their pressure ratio.
wobei die Verdichter des ersten Typs (2) baugleich ausgeführt sind.Compression arrangement (1) according to claim 1 or 2,
the compressors of the first type (2) being of identical design.
wobei die Verdichter des zweiten Typs (3) baugleich ausgeführt sind.Compression arrangement (1) according to one of the preceding claims,
the compressors of the second type (3) being of identical design.
wobei die Verdichter des ersten Typs (2), die Verdichter des zweiten Typs (3), die Verdichter des dritten Typs (4) und/oder die Verdichter des vierten Typs (5) mehrstufig ausgeführt sind.Compression arrangement (1) according to one of the preceding claims,
the compressors of the first type (2), the compressors of the second type (3), the compressors of the third type (4) and/or the compressors of the fourth type (5) are multi-stage.
wobei das erste Planeten-Zahnrad und das zweite Planeten-Zahnrad baugleich ausgeführt sind.Compression arrangement (1) according to claim 7,
wherein the first planetary gear and the second planetary gear are of identical design.
wobei auf jeder Seite des dritten Planeten-Zahnrades jeweils ein Verdichter des zweiten Typs (3) angeordnet sind.Compression arrangement (1) according to one of Claims 7 to 9,
a compressor of the second type (3) being arranged on each side of the third planetary gear wheel.
wobei auf der einen Seite des vierten Planeten-Zahnrades ein Verdichter des dritten Typs (4) angeordnet ist und auf der anderen Seite des vierten Planeten-Zahnrades ein Verdichter des vierten Typs (5) angeordnet ist.Compression arrangement (1) according to one of Claims 7 to 10,
a compressor of the third type (4) being arranged on one side of the fourth planetary gear wheel and a compressor of the fourth type (5) being arranged on the other side of the fourth planetary gear wheel.
wobei die Verdichter des ersten Typs (2), die Verdichter des zweiten Typs (3), die Verdichter des dritten Typs (4) und die Verdichter des vierten Typs (5) mit einer Antriebseinheit (6) drehmomentübertragend gekoppelt sind.Compression arrangement (1) according to one of the preceding claims,
wherein the compressors of the first type (2), the compressors of the second type (3), the compressors of the third type (4) and the compressors of the fourth type (5) are coupled to a drive unit (6) in a torque-transmitting manner.
wobei der Großradzahn (8) mit einer Antriebseinheit (6) drehmomentübertragend gekoppelt ist.Compression arrangement (1) according to claim 7,
wherein the large wheel tooth (8) is coupled to a drive unit (6) in a torque-transmitting manner.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP22155337.3A EP4224015A1 (en) | 2022-02-07 | 2022-02-07 | Hydrogen compressors |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP22155337.3A EP4224015A1 (en) | 2022-02-07 | 2022-02-07 | Hydrogen compressors |
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Publication Number | Publication Date |
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EP4224015A1 true EP4224015A1 (en) | 2023-08-09 |
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ID=80222288
Family Applications (1)
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10302764A1 (en) * | 2003-01-24 | 2004-07-29 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pumping system |
DE102011015464A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Vacuum pump device for evacuating vacuum vessel used for vacuum-treating substrate, has pressure pump that is executed as screw pump by applying atmospheric pressure to outlet |
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2022
- 2022-02-07 EP EP22155337.3A patent/EP4224015A1/en active Pending
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2023
- 2023-01-09 WO PCT/EP2023/050285 patent/WO2023147958A1/en unknown
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WO2023147958A1 (en) | 2023-08-10 |
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