液壓氣體壓縮機(jī)及其用圖
【專利說明】液壓氣體壓縮機(jī)及其用途
[0001]相關(guān)串請
[0002]本申請要求于2013年6月10日提交的加拿大專利申請第2，818，357號的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容被援引納入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及液壓氣體壓縮機(jī)。特別是，本發(fā)明涉及包括液壓氣體壓縮機(jī)的用途和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]液壓空氣壓縮機(jī)(HAC)是大型設(shè)施，通常形成在巖石隧道中，其構(gòu)成利用水力即可再生能源產(chǎn)生壓縮氣體的方法。該技術(shù)首先由查爾斯.泰勒于1890年在安大略省創(chuàng)立。目前已在三個(gè)不同的州的九個(gè)不同區(qū)域建立了十八處技術(shù)應(yīng)用場所，其中大多用于礦業(yè)應(yīng)用。其中最大的一處位于安大略省科博爾特以南20公里的蒙特利爾河上的Ragged Chutes處。除了響應(yīng)于自然水道頭和排放變化地使吸入頭豎直上下運(yùn)動的氣動組件和后來的液壓組件外，這些系統(tǒng)不具有活動部件，因此具有高的可靠性；在科博爾特的系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)行約七十年，僅因?qū)ξ腩^進(jìn)行維護(hù)而中斷過兩次。
[0005]由HAC產(chǎn)生的壓縮空氣隨后通過分配管網(wǎng)被輸送以供給至需要壓縮空氣的多種不同應(yīng)用。隨著大致在發(fā)展HAC時(shí)電力變成比壓縮空氣更加市場化的能源形式并且對液壓空氣壓縮機(jī)所提供的壓縮空氣的補(bǔ)缺需求降低，幾乎所有HAC從此關(guān)停。然而又出現(xiàn)了新的補(bǔ)缺需求，因此，有必要針對要求有成本效益的能源方案的應(yīng)用來復(fù)用HAC。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供將液壓氣體壓縮機(jī)用于冷卻地下礦的用途。由液壓氣體壓縮機(jī)所產(chǎn)生的壓縮氣體與地下礦的進(jìn)氣通風(fēng)井的氣流混合以降低氣流溫度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于冷卻地下礦的方法。該方法包括將來自液壓氣體壓縮機(jī)的壓縮氣體供給至地下礦的通風(fēng)井的進(jìn)氣流以降低氣流溫度。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于冷卻地下礦的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于將氣流輸送至地下礦的通風(fēng)井和用于將壓縮氣體供給至通風(fēng)氣流的液壓氣體壓縮機(jī)。在該系統(tǒng)中，使壓縮氣體膨脹并使其與該氣流混合來降低氣流的整體溫度。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，液壓氣體壓縮機(jī)包括下導(dǎo)井和氣液分離器，所述氣液分離器與所述下導(dǎo)井的出口和排出井入口連通，所述排出井將壓縮氣體輸送至所述進(jìn)氣通風(fēng)井。
[0010]在第二實(shí)施例中，該壓縮氣體在進(jìn)入所述進(jìn)氣通風(fēng)井之前被輸送經(jīng)過管道網(wǎng)。
[0011]在第三實(shí)施例中，該壓縮氣體通過噴嘴進(jìn)入進(jìn)氣通風(fēng)井。在一些情況下，該噴嘴與文丘里射流栗類似。
[0012]在第四實(shí)施例中，所述進(jìn)氣通風(fēng)井的直徑在壓縮空氣被弓I入通風(fēng)井氣流中的位置處在頸部段中被減小，其中朝向所述頸部段的進(jìn)氣通風(fēng)井的壁平緩傾斜，離開所述頸部段的壁更平緩地傾斜。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于冷卻深層地下礦的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:液壓氣體壓縮機(jī)；用于在水進(jìn)入下導(dǎo)井之前或一旦水進(jìn)入下導(dǎo)井使氣體或環(huán)境空氣注入水中的氣體入口 ；位于下導(dǎo)井出口處的第一氣液分離器用于將第一壓縮氣體排放至礦的進(jìn)氣通風(fēng)井；用于將水從第一氣液分離器輸送至第二氣液分離器的上升井。之前溶解的氣體在第二氣液分離器處被排放至礦的進(jìn)氣通風(fēng)井中。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，第一氣液分離器是高壓分離器和/或第二氣液分離器是低壓分離器。第一和第二氣液分離器是離心分離器或分離室。離心分離器是旋流器、旋液分離器、氣旋室或漏斗。
[0015]在第二實(shí)施例中，該進(jìn)氣通風(fēng)井的直徑在壓縮空氣被引入通風(fēng)井氣流的位置處在頸部段中被縮小，其中朝向所述頸部段的進(jìn)氣通風(fēng)井的壁平緩傾斜，而遠(yuǎn)離所述頸部段的壁更平緩地傾斜。
[0016]在第三實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括起始于所述第二氣液分離器的管道用于使液體再循環(huán)至所述下導(dǎo)井。在一些系統(tǒng)中，栗與用于使液體再循環(huán)至所述下導(dǎo)井的所述管道串聯(lián)布置。
[0017]在第四實(shí)施例中，冷卻換熱器與所述管道串聯(lián)布置。
[0018]在第五實(shí)施例中，向所述下導(dǎo)井中的液體添加共溶質(zhì)。共溶質(zhì)例如是鹽如硫酸鈉。
[0019]在第六實(shí)施例中，至少該系統(tǒng)的一部分設(shè)置為隔熱管道。
[0020]在第七實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括:第二液壓氣體壓縮機(jī)；連接至所述第二氣液分離器的第二空氣入口用于在液體進(jìn)入第二下導(dǎo)井之前或一旦液體進(jìn)入第二下導(dǎo)井使氣體被引入液體中；位于所述第二下導(dǎo)井的出口處的第三氣液分離器用于將第二壓縮氣體排放至礦的進(jìn)氣通風(fēng)井或進(jìn)氣通風(fēng)巷；用于將液體從所述第三氣液分離器輸送至第四氣液分離器的第二上升井，其中氧氣在所述第四氣液分離器處被排出至礦的進(jìn)氣通風(fēng)井。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種用于從氣態(tài)混合物例如工廠燃?xì)鈴U氣中分離出化合物的方法。所述方法包括以下步驟:使氣態(tài)混合物進(jìn)入液壓氣體壓縮機(jī)的下導(dǎo)井以產(chǎn)生氣液兩相混合物；在從下導(dǎo)井的出口前通過在液體中溶解而將兩相混合物的氣相混合物內(nèi)的一種物質(zhì)除去；在下導(dǎo)井底部將氣態(tài)相從液態(tài)相中分離出；使兩相混合物中的分離出的液體部分等溫降壓以恢復(fù)之前溶解于其中的氣相物質(zhì)；然后，排出之前溶解的物質(zhì)或收集之前溶解的物質(zhì)用于經(jīng)濟(jì)目的。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種用于從氣態(tài)混合物如燃?xì)鈴U氣中分離出化合物的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:液壓氣體壓縮機(jī)，包括下導(dǎo)井和氣液分離器，所述氣液分離器與所述下導(dǎo)井的出口以及排出井的入口連通；使氣態(tài)混合物到達(dá)所述液壓氣體壓縮機(jī)的連通機(jī)構(gòu)；與氣液分離器連接以輸送高壓的、分離的壓縮氣體的第一壓縮氣體出口 ；第二出口，第二出口位于上升井出口附近或與上升井出口連通用于從液體和之前溶解的氣體的混合物中排放或收集等溫降壓的氣體。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種用于冷卻建筑物的方法。該方法包括將來自閉環(huán)式液壓氣體壓縮機(jī)的壓縮機(jī)氣體供給至建筑物的環(huán)境空氣；以及使壓縮氣體降壓而使其膨脹并冷卻環(huán)境空氣。
[0024]在第一實(shí)施例中，接收容器與壓縮氣體出口串聯(lián)就位。
[0025]在第二實(shí)施例中，將共溶質(zhì)添加至下導(dǎo)井內(nèi)的液體中。共溶質(zhì)例如是鹽如硫酸鈉。
[0026]在第三實(shí)施例中，至少該系統(tǒng)的一部分設(shè)置為隔熱管道。
[0027]在第四實(shí)施例中，分離的壓縮氣體包括氮?dú)狻?br>[0028]在第五實(shí)施例中，之前溶解的化合物包括二氧化碳。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種家用氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所述家用氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有:定位于鉆孔中的氣液分離器；連接至所述氣液分離器的入口端的下導(dǎo)井；連接至氣液分離器的輸送管用于輸送來自該氣液分離器的壓縮氣體；用于使液體返回至該下導(dǎo)井的返回管；用于在液體進(jìn)入下導(dǎo)井之前或在液體快要進(jìn)入下導(dǎo)井時(shí)使氣體被引入液體的進(jìn)氣
□ ο
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種蒸汽壓縮制冷器。所述蒸汽壓縮制冷器具有:氣液分離器；連接至所述氣液分離器的入口端的下導(dǎo)井；連接至所述氣液分離器的輸送管用于將來自氣液分離器的壓縮氣體輸送至冷凝換熱器、膨脹裝置和蒸發(fā)換熱器；用于使液體返回至下導(dǎo)井的返回管；用于在液體進(jìn)入下導(dǎo)井之前或在液體快要進(jìn)入下導(dǎo)井時(shí)使氣體從蒸發(fā)換熱器被引入液體的進(jìn)氣口。
[0031]在一個(gè)實(shí)施例中，氣體是制冷劑例如R22或R134a。
【附圖說明】
[0032]通過以下說明及附圖將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0033]圖1是液壓氣體壓縮機(jī)的示意圖；
[0034]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液壓氣體壓縮機(jī)的示意圖；
[0035]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液壓氣體壓縮機(jī)的示意圖；
[0036]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液壓氣體壓縮機(jī)的示意圖；
[0037]圖5a_5f是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液壓氣體壓縮機(jī)的不意圖；
[0038]圖6a_6c是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液壓氣體壓縮機(jī)的不意圖；
[0039]圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的最小功蒸汽壓縮制冷器的示意圖；
【具體實(shí)施方式】