一种用于压缩气体的系统，该系统包括：气源，气体输出位置，第一和第二压力容器，用于将从气源来的气体分别引导到第一和第二压力容器的第一和第二气体输入管线，用于将第一和第二压力容器的气体分别引导到气体输出位置的第一和第二气体输出管线，以及用于移动液压流体在第一和第二压力容器之间来回流动的液压系统从而以交替的方式在第一和第二压力容器中压缩气体。气体在第一和第二压力容器内加压。在第一和第二压力容器内设置有吸热介质以控制气体在压缩过程中的温度升高值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】压缩系统中具有用于热交换的分级介质的压力容器相关申请的交叉引用本申请于2014年4月10日作为PCT国际专利申请提出，并要求2013年4月12日提交的美国专利申请61/811，571和2013年7月12日提交的美国专利申请61/845，687的优先权，它们的全部公开通过参考合并在这里。
技术介绍
高度加压气体的需要在增长。随着依靠高压的天然气代替化石燃料用于运转的天然气车辆的出现，这种需要尤其真实。在压缩这样的气体时，通常会遇到大概200: 1或更高的高压缩比率。这样的高压缩比率需要带有中间冷却的多级压缩机，或者如果在单级中完成，将导致显著的热量产生，这可以经常成倍地减少压缩过程的效率。
技术实现思路
在一个实施方案中，描述了用于压缩气体的系统。该系统包括气源，气体输出位置，第一和第二压力容器，用于将从气源来的气体分别引导到第一和第二压力容器的第一和第二气体输入管线，用于将第一和第二压力容器的气体分别引导到气体输出位置的第一和第二气体输出管线，用于移动液压流体在第一和第二压力容器之间来回流动的液压系统，该液压系统以交替的方式压缩第一和第二压力容器中的气体，其中通过将来自气源的第一充入气体通过第一气体输入管线引导到第一压力容器并且将液压流体从第二压力罐移动到第一压力罐以在第一压力容器内压缩第一充入气体，在第一压力容器中加压气体，并且其中通过将来自气源的第二充入气体通过第二气体输入管线引导到第二压力容器并且将液压流体从第一压力罐移动到第二压力罐以在第二压力容器内压缩第二充入气体，在第二压力容器中加压气体；并且其中在第一和第二压力容器内设置有吸热介质用于控制气体在压缩过程中的温度升高值。在另一个实施方案中，公开了用于压缩气体的方法。该方法包括:将充入的气体引导到具有吸热介质床的压力容器；将液压流体移动到该压力容器以压缩气体；并且当气体压缩时，用吸热介质吸收压缩热。压力传感器可以设置在压缩气体罐和/或第一和第二压力容器。阀、栗和其它结构可用于控制系统内的液压流体流量和气流量。在某一个实例中，分级介质在较高的压缩区域提供相对大的表面面积，因此在压缩过程中提供蓄热物质，该蓄热物质可促进从压缩气体到介质的有效传热。用这种方法，在气体压缩过程中，分级介质具有如同吸热器吸收热量的功能，从而限制压缩过程中气体的温升。理想地，由分级介质提供的吸热功能允许以更等温的方式进行压缩过程，从而改善了压缩效率。由分级介质吸收的热量可以从介质传递到液压流体。当液压流体在第一和第二压力容器之间移动时，换热器可用于从液压流体移出热量。在另一个实施方案中，公开了压力容器。该压力容器包括容纳在该压力容器内的吸热介质。该压力容器可布置和配置为接收充入的气体和一定体积的液压流体，其中一定体积的液压流体压缩该充入的气体从而产生热量输出，且吸热介质吸收一部分热量，并将所述一部分热量释放到液压流体。通过阅读下列详细说明和观察相联的附图，在这里描述的系统和方法的这些和其它的不同特征、优点将变得明显。附加的特征将在接着的说明中阐明，在某种程度上从该说明中变得明显，或可通过技术实践学习。尤其通过此处撰写的说明书、权利要求和附图中指出的结构，该技术的益处和特征将实现和获得。应当理解，之前的一般说明和之后的详细说明是示意性的和解释性的，并用来提供对附加权利要求的进一步的说明。附图的简要说明图1是气体压缩系统的实施方案的示意图。图2A是具有气体压缩回路的气体压缩系统的实施方案的示意图。该气体压缩系统显示了将液压流体从第一压力容器传递到第二压力容器，促使充入的天然气在第二压力容器内部被压缩。图2B显示了图2A中的气体压缩系统中液压流体从第二压力容器传递到第一压力容器，促使充入的天然气在第一压力容器内部被压缩。图3是显示了示例性的压缩系统中时间和气体温度之间的示例性关系的图表。图4是装填分级介质的压力容器的一个实施方案的示意图。图5是装填分级介质的压力容器的另一个实施方案的示意图。图6A和6B是分级介质的替代性的实施方案的示意图。图7是用于压缩气体的方法的实施方案的流程图。详细说明通常地，实施方案在此描述了气体压缩的方法和系统。在一些实施方案中，此处描述的气体压缩系统可用于和天然气车辆连接，其中压缩天然气(CNG)被用作化石燃料的替代品。例如，该气体压缩系统包括液压系统，该液压系统可以选择性地(例如由软管接头)连接到用于给天然气车辆提供动力的CNG罐。由于在这种或其它情况下需要高压(有时大于1500Psi或在1500-5000Psi范围)气体，此处描述的气体压缩系统使用一个或更多的压缩室，每个压缩室都包括具有较高的表面面积和热容量的分级介质。由该分级介质提供的较高的表面面积和热容量起到了吸热器的作用，用于吸收压缩过程中天然气的热量。这样允许压缩过程以更等温的方式运行，从而提供了可实现的更好的压缩效率。被该介质吸收的热量可以通过中间的工作流体向外部环境传递。分级允许该介质在压缩天然气受到最高程度压缩和温度有最显著升高的区域具有较高的表面面积和热容量。分级允许该系统解决温度升高，同时还将使用的热介质的总量和压力容器的总容积最小化。应当理解，虽然此处使用了"分级"和"梯度"的措词，介质尺寸的逐渐的线性变化不是必需的。在一些实施方案中，该分级介质可以以逐步的方式或其它非线性的方式改变。现在参考图1，显示了气体压缩系统100的实施方案。该系统100包括压缩装置102和天然气车辆104。该车辆104包括CNG罐106。通常，图1说明了该系统100的一个实施方案，其中为了压缩天然气并将压缩的天然气供给到车辆104的目的，压缩装置102选择性地连接到该CNG罐106。在一个实例中，压缩装置102可以提供在罐充气的位置(例如，车主的车库，天然气加气站等)。为了减小该压缩装置占据的空间，以及该压缩装置的成本，希望该压缩装置的总尺寸达到最小化。使用时，该车辆可以停放在充气位置，此时压缩装置102连接到CNG罐106并在CNG罐106中填充压缩天然气。在某些实例中，该填充/压缩过程可以超过延长的时间进行(例如，超过一个或多个小时或整夜)。当该CNG罐106填充具有预定压力水平的压缩天然气之后，该压缩装置102从该CNG罐106断开，车辆准备就绪可以使用。在某些实施方案中，该系统能够输出小于或等于4500psi的最高气体压力。然而在进一步的实施方案中，该系统能够输出小于或等于4000psi的最高气体压力。该车辆104是包括CNG罐106的天然气车辆。该车辆104的动力源自压缩天然气。如某些实施方案所示，CNG罐106固定在车辆104内部，或者与之相反，该CNG罐106由车辆104携带。应当理解，在某些实例中，车辆104可以包括多于一个的CNG罐106，每一个CNG罐106都配置为与压缩装置102连接在一起。在其它的实施方案中，压缩装置102可填充中间CNG罐，该罐然后用于填充由车辆104携带的CNG罐106。压缩装置102安排和设置为压缩大量的气体到比较高的压力，例如压力大于2000ps1在某些实例中，压缩比可以大于当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于压缩气体的系统，该系统包括：气源；气体输出位置；第一和第二压力容器；用于将从气源来的气体分别引导到第一和第二压力容器的第一和第二气体输入管线；用于将第一和第二压力容器的气体分别引导到气体输出位置的第一和第二气体气体输出管线；用于移动液压流体在第一和第二压力容器之间来回流动的液压系统，该液压系统以交替的方式压缩第一和第二压力容器中的气体，其中通过引导从气源来的第一充入气体通过第一气体输入管线到第一压力容器并且将液压流体从第二压力罐移动到第一压力罐以在第一压力容器内压缩第一充入气体，在第一压力容器中加压气体，并且其中通过引导从气源来的第二充入气体通过第二气体输入管线到第二压力容器并且将液压流体从第一压力罐移动到第二压力罐以在第二压力容器内压缩第二充入气体，在第二压力容器中加压气体；并且并且其中在第一和第二压力容器内设置有吸热介质用于控制气体在压缩过程中的温度升高值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·J·赫梅尔特，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。