JP5744125B2 - 多段圧縮システムにおける圧縮機の使用不能化汚損に耐える方法および装置 - Google Patents
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Description
ここで、T1は圧縮機の上流側の温度であり、P1は圧縮機の上流側の圧力であり、T2は圧縮機の下流側の温度であり、P2は圧縮機の下流側の圧力であり、kは比熱比であり、これはほとんどの気体で約1.4である。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]汚染物質を持つガス流を受け取るように構成されたガス流路に沿って直列に連結された複数の圧縮機ステージと、
前記複数の圧縮機ステージのうちの1つの圧縮機ステージ内の圧縮機または圧縮機の上流側において前記ガス流路に溶媒を供給して、前記ガス流内の前記汚染物質を取り込むまたは溶解するように構成された溶媒供給源と
を備え、
前記圧縮機は、前記ガス流の所与の上流側ガス圧、所与の上流側ガス温度、および所与の比熱で、前記溶媒内に取り込まれたまたは溶解された任意の汚染物質が化学的に分解される温度未満に留まる所望の排出温度を提供する圧力比を持つ、
多段ガス圧縮機システム。
[2]前記圧縮機は、バルブを持たない、[1]に記載のシステム。
[3]前記圧縮機は第1の圧縮機ステージ内の第1の圧縮機であり、第1の所望の排出温度が設定され、
前記複数の圧縮機ステージのうちの第2の圧縮機ステージ内の第2の圧縮機が、前記ガス流路に沿って前記第1の圧縮機ステージの下流側に設けられており、
前記第2の圧縮機は、前記ガス流の所与の上流側ガス圧、所与の上流側ガス温度、および所与の比熱で、前記溶媒内に取り込まれたまたは溶解された任意の汚染物質が化学的に分解される温度未満に留まる第2の所望の排出温度を提供する圧力比を持ち、
前記第2の所望の排出温度は前記第1の所望の排出温度以上である、
[1]に記載のシステム。
[4]前記第1の圧縮機はバルブを持たず、前記第2の圧縮機もバルブを持たない、[3]に記載のシステム。
[5]前記第1の圧縮機はバルブを持たず、前記第2の圧縮機は1つまたは複数のバルブを持つ、[3]に記載のシステム。
[6]前記圧縮機の下流側で前記ガス流路に連結された室と、
前記圧縮機と前記室の間に前記ガス流路に沿って設けられた熱交換器と
をさらに備える[1]に記載のシステム。
[7]前記圧縮機の動作速度を変動させて前記圧縮機の動作温度を所定の閾値温度よりも低く維持するように構成された制御器
をさらに備える[1]に記載のシステム。
[8]前記圧縮機の吸込側に設けられた背圧調整器
をさらに備える[7]に記載のシステム。
[9]汚染物質を有するガス流を受け取るように構成されたガス流路に沿って直列に連結された複数の圧縮機ステージと、
前記複数の圧縮機ステージのうちの1つの圧縮機ステージ内の圧縮機または圧縮機の上流側において前記ガス流路に溶媒を供給して、前記ガス流内の前記汚染物質を取り込むまたは溶解するように構成された溶媒供給源と
を備え、
前記圧縮機はバルブを持たない、
多段ガス圧縮機システム。
[10]前記圧縮機は第1の圧縮機ステージ内の第1の圧縮機であり、
前記複数の圧縮機ステージのうちの第2の圧縮機ステージ内の第2の圧縮機が、前記ガス流路に沿って前記第1の圧縮機ステージの下流側に設けられている、
[9]に記載のシステム。
[11]前記第1の圧縮機はバルブを持たず、前記第2の圧縮機もバルブを持たない、[10]に記載のシステム。
[12]前記第1の圧縮機はバルブを持たず、前記第2の圧縮機は1つまたは複数のバル
ブを持つ、[10]に記載のシステム。
[13]前記第1の圧縮機は、回転ローブ送風圧縮機、スクリュ圧縮機、またはリショルム式圧縮機である、[10]に記載のシステム。
[14]前記第2の圧縮機は往復ピストン式圧縮機である[10]に記載のシステム。
[15]前記圧縮機の下流側で前記ガス流路に連結された室と、
前記圧縮機と前記室の間に前記ガス流路に沿って設けられた熱交換器と
をさらに備える[9]に記載のシステム。
[16]前記圧縮機の動作速度を変動させて前記圧縮機の動作温度を所定の閾値温度よりも低く維持するように構成された制御器
をさらに備える[9]に記載のシステム。
[17]前記圧縮機の吸込側に設けられた背圧調整器
をさらに備える[16]に記載のシステム。
[18]汚染物質を有するガス流を受け取るように構成されたガス流路に沿って直列に連結された複数の圧縮機ステージと、
前記複数の圧縮機ステージのうちの1つの圧縮機ステージ内の圧縮機または圧縮機の上流側において前記ガス流路に溶媒を供給して、前記ガス流内の前記汚染物質を取り込むまたは溶解するように構成された溶媒供給源と
を備え、
前記圧縮機は、前記溶媒中に取り込まれたまたは溶解された汚染物質が原因での前記圧縮機の使用不能化汚損に耐える手段を含む、多段ガス圧縮機システム。
[19]前記使用不能化汚損に耐える手段は、前記ガス流の所与の上流側ガス圧、所与の上流側ガス温度、および所与の比熱で、前記溶媒内に取り込まれたまたは溶解された任意の汚染物質が化学的に分解される温度未満に留まる所望の排出温度を提供する前記圧縮機の圧力比である、[18]に記載のシステム。
[20]前記使用不能化汚損に耐える手段は、バルブを持たない種類の圧縮機である、[18]に記載のシステム。
[21]前記使用不能化汚損に耐える手段は、前記圧縮機の動作速度を変動させて前記圧縮機の動作温度を所定の閾値温度よりも低く維持するように構成された制御器を含む、[18]に記載のシステム。
[22]前記圧縮機の吸込側に設けられた背圧調整器
をさらに備える[21]に記載のシステム。
[23]多段ガス圧縮機システムを動作させる方法であって、
直列に連結された複数の圧縮機ステージを設けることと、
汚染物質を持つガス流をガス流路内に受け取ることと、
前記複数の圧縮機ステージのうちの1つの圧縮機ステージ内の圧縮機または圧縮機の上流側において前記ガス流路に溶媒を供給して、前記ガス流中の前記汚染物質を取り込むまたは溶解することと、
前記溶媒中に取り込まれたまたは溶解された任意の汚染物質が原因での前記圧縮機ステージ内の前記圧縮機の使用不能化汚損に耐えることと
を備える方法。
[24]前記圧縮機の使用不能化汚損に耐えることは前記圧縮機の排出温度を制御することによって行われる、[23]に記載の方法。
[25]前記排出温度は、前記溶媒内に取り込まれたまたは溶解された任意の汚染物質が化学的に分解される温度未満に留まるように制御される、[24]に記載の方法。
[26]前記排出温度は、前記圧縮機に、前記ガス流の所与の上流側ガス圧、所与の上流側ガス温度、および所与の比熱で、所望の排出温度を提供するように選択された圧力比を与えることによって制御される、[24]に記載の方法。
[27]前記圧縮機の下流側の前記ガス流路に連結された室を設けることと、
前記室に、前記溶媒および前記溶媒中に取り込まれたまたは溶解された任意の汚染物質を集めることと、
前記圧縮機と前記室の間に前記ガス流路に沿って熱交換器を設けることと、
前記熱交換器を使用して前記ガス流を冷却することと
をさらに備える[24]に記載の方法。
[28]前記溶媒中に取り込まれたまたは溶解された任意の汚染物質が原因での第2の圧縮機ステージ内の第2の圧縮機の使用不能化汚損に耐えること
をさらに備え、
前記圧縮機ステージは前記複数の圧縮機ステージ内の第1の圧縮機ステージであり、前記圧縮機は第1の圧縮機であり、
前記第2の圧縮機ステージは、前記ガス流路に沿って前記第1の圧縮機ステージの下流側にある、[23]に記載の方法。
[29]前記第1の圧縮機の下流側と、前記第2の圧縮機または前記第2の圧縮機の上流側において前記ガス流路に溶媒を供給して、前記ガス流中の前記汚染物質を取り込むまたは溶解すること
をさらに備える[28]に記載の方法。
[30]前記第1の圧縮機の使用不能化汚損に耐えることは前記第1の圧縮機の第1の排出温度を制御することによって行われ、
前記第2の圧縮機の使用不能化汚損に耐えることは前記第2の圧縮機の第2の排出温度を制御することによって行われ、
前記第1の排出温度は、前記溶媒内に取り込まれたまたは溶解された任意の汚染物質が化学的に分解される温度未満に留まるように制御され、
前記第2の温度は前記第1の排出温度以上である、[28]に記載の方法。
[31]前記溶媒は前記圧縮機を潤滑するのに使用される潤滑剤である、[23]に記載の方法。
[32]前記圧縮機の使用不能化汚損に抗することは、前記前記第1の圧縮機として汚損による使用不能化の影響を受けにくい種類の圧縮機を使用することによって行われる、[23]に記載の方法。
[33]前記圧縮機として使用される種類の圧縮機はバルブを持たない、[32]に記載の方法。
[34]前記圧縮機として使用される種類の圧縮機は、回転ローブ送風圧縮機、スクリュ圧縮機、またはリショルム式圧縮機である、[32]に記載の方法。
[35]前記圧縮機の使用不能化汚損に耐えることは、前記圧縮機として汚損による使用不能化の影響を受けにくい種類の圧縮機を使用することによってさらに行われる、[24]に記載の方法。
[36]前記第1の圧縮機の使用不能化汚損に耐えることは、前記第1の圧縮機として汚損による使用不能化の影響を受けにくい種類の圧縮機を使用することによって行われる、[28]に記載の方法。
[37]前記第2の圧縮機の使用不能化汚損に耐えることは、前記第2の圧縮機として汚損による使用不能化の影響を受けにくい種類の圧縮機を使用することによって行われる、[36]に記載の方法。
[38]前記第2の圧縮機は、1つまたは複数のバルブを持つ種類の圧縮機である、[36]に記載の方法。
[39]前記圧縮機の動作速度を変動させて前記圧縮機の動作温度を所定の閾値温度よりも低く維持すること
をさらに備える[23]に記載の方法。
[40]前記圧縮機の吸込側に背圧調整器を設けること
をさらに備える[39]に記載の方法。
Claims (24)
- 汚染物質を持つガス流を受け取るように構成されたガス流路に沿って直列に連結された複数の圧縮機ステージであって、第1の圧縮機ステージ内の第1の圧縮機と、前記ガス流路に沿って前記第1の圧縮機ステージの下流側に配置されている第2の圧縮機ステージ内の第2の圧縮機とを含む前記複数の圧縮機ステージと、
前記第1の圧縮機または前記第1の圧縮機の上流側において前記ガス流路に溶媒を供給して、前記ガス流内の前記汚染物質を取り込むまたは溶解するように構成された溶媒供給源と、
前記第1の圧縮機の上流側の前記ガス流の第1の上流側ガス圧、第1の上流側ガス温度、およびガスの比熱比を決定する制御器と
を備え、
前記第1の圧縮機は、前記第1の圧縮機の上流側の前記ガス流について前記制御器によって決定された前記第1の上流側ガス圧、前記第1の上流側ガス温度、および前記ガスの比熱比に基づいて、前記溶媒内に取り込まれたまたは溶解された前記汚染物質が化学的に分解される閾値温度未満に留まる第1の排出温度を提供する前記第1の上流側ガス圧と第1の下流側ガス圧との圧力比を生成するように構成されており、
前記第2の圧縮機は、前記第1の圧縮機の下流側および前記第2の圧縮機の上流側の前記ガス流の第2の上流側ガス圧、第2の上流側ガス温度、およびガスの比熱比に基づいて、前記溶媒内に取り込まれたまたは溶解された前記汚染物質が化学的に分解される閾値温度未満に留まる第2の排出温度を提供する前記第2の上流側ガス圧と第2の下流側ガス圧との圧力比を生成するように構成されており、
前記第2の排出温度は前記第1の排出温度よりも高い、
多段ガス圧縮機システム。 - 前記第1の圧縮機はバルブを持たず、前記第2の圧縮機もバルブを持たない、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の圧縮機はバルブを持たず、前記第2の圧縮機は1つまたは複数のバルブを持つ、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の圧縮機または前記第2の圧縮機の下流側で前記ガス流路に連結された室と、
前記第1の圧縮機または前記第2の圧縮機と前記室の間に前記ガス流路に沿って設けられた熱交換器と
をさらに備える請求項1に記載のシステム。 - 前記第1の圧縮機および前記第2の圧縮機はガス流量の関数を有する圧縮機であり、
前記制御器は、前記第1の圧縮機または前記第2の圧縮機の動作速度を変動させて前記第1の圧縮機または前記第2の圧縮機の前記排出温度を前記閾値温度よりも低く維持するようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記第1の圧縮機または前記第2の圧縮機の吸込側に設けられた背圧調整器
をさらに備える請求項5に記載のシステム。 - 汚染物質を有するガス流を受け取るように構成されたガス流路に沿って直列に連結されたガス流量の関数を有する複数の圧縮機を具備する複数の圧縮機ステージと、
前記複数の圧縮機ステージのうちの1つの圧縮機ステージ内の圧縮機または圧縮機の上流側において前記ガス流路に溶媒を供給して、前記ガス流内の前記汚染物質を取り込むまたは溶解するように構成された溶媒供給源と、
前記圧縮機の上流側の前記ガス流の上流側ガス圧と下流側ガス圧との圧力比、上流側ガス温度、およびガスの比熱比に基づき、さらに、前記圧縮機の動作速度を変動させて前記圧縮機の動作温度を所定の閾値温度よりも低く維持するように構成された制御器と
を備え、
前記圧縮機はバルブを持たず、
前記圧縮機は、
第1の圧縮機ステージ内の第1の圧縮機と、
前記ガス流路に沿って前記第1の圧縮機ステージの下流側に設けられている、前記複数の圧縮機ステージのうちの第2の圧縮機ステージ内の第2の圧縮機と
を含み、
前記第2の圧縮機の動作温度は前記第1の圧縮機の動作温度よりも高い、
多段ガス圧縮機システム。 - 前記第1の圧縮機はバルブを持たず、前記第2の圧縮機もバルブを持たない、請求項7に記載のシステム。
- }
前記第1の圧縮機はバルブを持たず、前記第2の圧縮機は1つまたは複数のバルブを持つ、請求項7に記載のシステム。 - 前記第1の圧縮機は、回転ローブ送風圧縮機、スクリュ圧縮機、またはリショルム式圧縮機である、請求項7に記載のシステム。
- 前記第2の圧縮機は往復ピストン式圧縮機である請求項7に記載のシステム。
- 前記圧縮機の下流側で前記ガス流路に連結された室と、
前記圧縮機と前記室の間に前記ガス流路に沿って設けられた熱交換器と
をさらに備える請求項7に記載のシステム。 - 前記圧縮機の吸込側に設けられた背圧調整器
をさらに備える請求項7に記載のシステム。 - 多段ガス圧縮機システムを動作させる方法であって、
直列に連結された複数の圧縮機ステージを設けることと、
汚染物質を持つガス流をガス流路内に受け取ることと、
前記複数の圧縮機ステージのうちの第1の圧縮機ステージ内の第1の圧縮機または第1の圧縮機の上流側において前記ガス流路に溶媒を供給して、前記ガス流中の前記汚染物質を取り込むまたは溶解することと、
前記第1の圧縮機の上流側の前記ガス流の第1の上流側ガス圧、第1の上流側ガス温度、およびガスの比熱比を決定することと、
前記溶媒中に取り込まれたまたは溶解された前記汚染物質が原因での前記第1の圧縮機ステージ内の前記第1の圧縮機の使用不能化汚損に耐えるように、前記第1の圧縮機の上流側の前記ガス流について決定する際に決定された前記第1の上流側ガス圧、前記第1の上流側ガス温度、および前記ガスの比熱比に基づいて、前記溶媒内に取り込まれたまたは溶解された前記汚染物質が化学的に分解される閾値温度未満に第1の排出温度を維持するために、前記第1の上流側ガス圧と第1の下流側ガス圧との圧力比を生成することにより前記第1の圧縮機の前記第1の排出温度を制御することと、
第2の圧縮機の上流側のガス流の第2の上流側ガス圧、第2の上流側ガス温度、およびガスの比熱比を決定することと、
前記溶媒中に取り込まれたまたは溶解された前記汚染物質が原因での第2の圧縮機ステージ内の第2の圧縮機の使用不能化汚損に耐えるように、前記第2の圧縮機の上流側の前記ガス流について決定する際に決定された前記第2の上流側ガス圧、前記第2の上流側ガス温度、および前記ガスの比熱比に基づいて、前記溶媒内に取り込まれたまたは溶解された前記汚染物質が化学的に分解される閾値温度未満に第2の排出温度を維持するために、前記第2の上流側ガス圧と第2の下流側ガス圧との圧力比を生成することにより前記第2の圧縮機の第2の排出温度を制御することと
を備え、
前記第2の圧縮機ステージは、前記ガス流路に沿って前記第1の圧縮機ステージの下流側にあり、
前記第2の排出温度は前記第1の排出温度よりも高い、
方法。 - 前記第1の圧縮機または前記第2の圧縮機の下流側の前記ガス流路に連結された室を設けることと、
前記室に、前記溶媒および前記溶媒中に取り込まれたまたは溶解された任意の汚染物質を集めることと、
前記第1の圧縮機または前記第2の圧縮機と前記室の間に前記ガス流路に沿って熱交換器を設けることと、
前記熱交換器を使用して前記ガス流を冷却することと
をさらに備える請求項14に記載の方法。 - 前記第1の圧縮機の下流側と、前記第2の圧縮機または前記第2の圧縮機の上流側において前記ガス流路に溶媒を供給して、前記ガス流中の前記汚染物質を取り込むまたは溶解すること
をさらに備える請求項14に記載の方法。 - 前記溶媒は前記圧縮機を潤滑するのに使用される潤滑剤である、請求項14に記載の方法。
- 前記圧縮機は、汚損による使用不能化の影響を受けにくい種類の圧縮機である、請求項14に記載の方法。
- 前記圧縮機として使用される種類の圧縮機はバルブを持たない、請求項18に記載の方法。
- 前記圧縮機として使用される種類の圧縮機は、回転ローブ送風圧縮機、スクリュ圧縮機、またはリショルム式圧縮機である、請求項18に記載の方法。
- 前記第1の圧縮機は、汚損による使用不能化の影響を受けにくい種類の圧縮機である、請求項14に記載の方法。
- 前記第2の圧縮機は、汚損による使用不能化の影響を受けにくい種類の圧縮機である、請求項21に記載の方法。
- 前記第2の圧縮機は、1つまたは複数のバルブを持つ種類の圧縮機である、請求項21に記載の方法。
- 前記圧縮機の吸込側で背圧を調整すること
をさらに備える請求項14に記載の方法。
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