高压氢气压缩的制造方法

高压氢气压缩的制造方法
【专利摘要】一种气体压缩机，包括高压流体源和压力容器，其中所述压力容器具有一个用于待压缩气体的进气口，一个用于被压缩气体的出气口和一个用于高压流体的流体入口。所述压缩机被布置为将所述高压流体经由流体入口引入到所述压力容器中，从而压缩压力容器中的气体的体积。
【专利说明】高压氢气压缩机
【技术领域】
[0001]至少在本发明目前的优选实施例中，本发明主要涉及使用高压水泵进行氢气和任何其它气态物质的压缩，由于接近等温压缩，所述高压水泵高效节能。
【背景技术】
[0002]市场上可用的最小的工业用的氢气压缩机的流速明显大于小型电解槽的气体产生率。为此，需要一个位于电解槽和压缩机之间的缓冲罐以补偿它们的不匹配。
[0003]将压缩空气用于抽水是众所周知的现有技术。与使用压缩空气的水泵有关的已知的现有技术包括美国专利6，942，463，所述美国专利6，942，463公开了一种组合水泵和空气压缩系统，所述组合水泵和空气压缩系统通过供给压缩空气和水实现在一个单元内执行两项独立的功能。
[0004]美国专利4，478，553公开了使用叶轮叶片以产生压缩空气和水的混合物的等温压缩。
[0005]在基于燃气轮机和动力装置的应用中使用水柱以增加气体压力同样可从现有技术中获知。
[0006]美国专利4，497，563公开了一种动力装置，所述动力装置在没有额外的压缩的情况下，使用了水流产生用于涡轮机的燃烧器的压缩空气。
[0007]美国专利5，537，813公开了一种通过在将进气引入到压缩机之前对进气进行处理以增加具有压缩机、燃烧室和涡轮发电机的燃气涡轮机系统的运行能力和效率的方法；所述处理通过建立进气的垂直下降的气流来完成；将处理水引入到进气气流中以产生比进气向下的速率大的向下的速率，以在进气中产生增大的诱导阻力压强。
[0008]自从大约1890年液压空气压缩机在遍及北美洲和欧洲被使用以提供用于采矿场的压缩空气以来，液压空气压缩机存在至今。
[0009]现有技术还包括美国专利543410，543411，543412，618243，892772，199819，3643426，3797234，4343569，4391552。
[0010]然而，这些现有技术的公开完成了它们各自的压缩气体的目的，但这些发明都不适合于氢气的压缩。

【发明内容】

[0011]本发明提供了一种气体压缩机，包括高压流体源和压力容器，所述压力容器具有用于待压缩气体的进气口、用于压缩气体的出气口和用于高压流体的流体入口。所述压缩机被布置为将高压流体经由所述流体入口引入到所述压力容器，从而压缩所述压力容器中的气体的体积。
[0012]由于使用了水封，本发明的实施例提供了一种安全的且无泄漏的气体压缩机，这使得所述气体压缩机可以完美地对诸如氢气的易爆气体进行压缩。本发明允许低压气体(比如来自大气水电解槽的氢气)以比昂贵的加压电解槽或常规的氢气压缩机更加经济的方式来明显地增加气体压力。这种新的压缩机与离心式空气压缩机、活塞式或隔膜式的气体压缩机相比具有的部件数量明显较少，并且因此具有较低的制造成本。此外，本发明可消除对任何氢气的缓冲罐的需求，因为所述压缩机的流速可在10毫升/分钟到实际上数百立方米/小时的范围内，所述流速取决于所述水泵的流速。此外，至少在优选的实施例中，本发明能够通过在使用接近等温压缩的多级压缩来高效地产生高达700bar的氢气或任何其他气体。
[0013]至少在本发明的优选的实施例中，本发明提高了效率、减少了制造成本、降低了维护成本并且覆盖了从非常低的流速到非常高的流速的运行范围和现有技术无法使用的工作压力的广阔范围。
[0014]所述压力容器中的流体可与待压缩的气体直接接触。例如，通过水泵，水被泵送到垂直定向的压力容器中与气体直接接触。水封和上升的水柱充当液压活塞。在这种情况下，所述压缩机可不具有用于净化空气的氮气源，因为水可能被注入到所述压力容器的出口以净化来自系统的任何空气。
[0015]然而，在一个实施例中，所述压力容器包括用于将高压流体与所述压力容器内的气体分离的隔离部件。这样，所述流体不与受到压缩的气体直接接触。
[0016]所述隔离部件可以是容纳于所述压力容器中的活塞的形式。所述压力容器在使用中被定向为使得所述流体在所述压力容器的底部被引入且所述气体在所述压力容器的顶部被引入。这样，所述活塞、其它隔离部件或者所述压力容器中的流体的体积可扩充对所述压力容器中在重力的作用下的气体有效的体积。因此，所述压缩机可包括安装在垂直定向的压力容器内部的机械活塞。由于由所述高压流体源产生的背压，所述机械活塞可被向上驱动。
[0017]在一个实施例中，所述隔离部件可以是连接到所述压力容器的流体入口上的可膨胀的袋的形式。可膨胀的水袋之前从未被使用在压力容器内部来避免水和待压缩的气体之间直接接触。当膨胀时，所述可膨胀的水袋可以被制成需要的尺寸以在膨胀时占据所述压力容器的内表面，以使在保持进水管上的可开关控制的通气孔对大气打开时对气体加压。所述压力容器的内部的形状和容积可大体上等于所述可膨胀的水袋的外部的形状和体积。所述袋可由任何柔性或复合材料制成，例如用强化橡胶、强化纤维塑料等。水在高压下可被泵送到所述可膨胀的水袋中以占据所是压力容器的内部空间，并且随后在保持进水管上的可开关控制的通气孔对大气打开时对所述压力容器中的气体进行加压；在这种情况下，水不与所述压力容器中受压缩的气体接触。
[0018]通常，所述高压流体为液体。在优选的实施例中，所述高压流体为水。可使用任何非压缩液体或液压流体来代替水。本发明的气体压缩机可使用任何合适的液体介质，例如使用水、水-溶剂混合物、防冻剂混合物、各种具有高沸点的溶剂、液压油等。所述压力容器可被连接到主高压流体源上。可替代地，所述高压流体源可包括泵，所述泵被布置为将流体泵送到所述压力容器的流体入口。所述高压流体源可包括罐和所述泵，所述泵被布置为将流体从所述罐泵送到所述压力容器的流体入口。
[0019]所述气体压缩机可包括至少一个另一压力容器，所述另一压力容器具有进气口和用于所述高压流体的流体入口。所述泵可被布置为将流体从所述第一压力容器泵送到所述另一压力容器的流体入口，从而压缩所述另一压力容器中的气体的体积。所述泵大体上可被布置为随后将流体从所述另一压力容器泵送到所述第一压力容器的流体入口，从而压缩所述第一压力容器中的气体体积。可对所述第一和所述另一压力容器配置各自的泵，但这并不是优选地。
[0020]所述第一压力容器和所述另一压力容器可被配置为使得:流体从所述第一压力容器到所述另一压力容器的泵送引起所述第一压力容器中的压力下降，从而经由所述进气口将气体吸进所述第一容器中。流体从所述另一压力容器到所述第一压力容器的泵送可引起所述另一压力容器中的压力下降，从而经由所述进气口将气体吸进所述另一容器中。这样，就提供了一个往复系统。
[0021]所述第一压力容器的进气口和所述另一压力容器的进气口可被连接到相同的气体源上。
[0022]所述气体压缩机可包括至少一个另一压力容器，所述另一压力容器具有连接到所述第一压力容器的出气口上的进气口和用于高压流体的流体入口。所述压缩机可被布置为经由所述流体入口将所述高压流体引入所述另一压力容器中，从而进一步压缩所述另一压力容器中的气体的体积。这样，可用多级来取得所需的气体压力。
[0023]有效地，所述另一压力容器的流体入口可被连接到所述压力容器的流体入口所连接的同一高压流体源上。
[0024]在本发明的一个优选的实施例中，将来自水电解槽的气体供给到所述(或每个)压力容器的进气口。在此应用和其它的应用中，所述气体为氢气。所述气体压缩机可被连接到待压缩的气体源上或者可直接被连接到电解槽上以压缩氢气和氧气。
[0025]所述压力容器和/或所述另一压力容器的流体入口可包括用于将所述高压液体喷射到所述(另一)压力容器中的喷嘴。有益之处在于，更大的液体的表面积可呈现给所述压力容器中的气体，以吸收气体中的杂质。
[0026]在一个配置中，所述气体压缩机可包括一个或多个底部水罐、一个高压水泵、至少一个安装在压力容器内部的可膨胀的水袋、到所述压力容器的进气口阀、所述压力容器的高压出气口放气阀、氮气放气阀、位于所述底部水罐顶部的可开关控制的大气通气孔、管路结构和阀机构、压力、温度、流速和液位的监控和控制装置、安装在高压气体放气阀之后和所述水泵的出口之后的单向阀、内联的气体传感器、液体冷凝和分离单元、用于从氢气中去除氧气的除氧单元、气体干燥单元和电子控制系统。
[0027]所述氮气放气阀可被连接到所述压力容器上或所述电解槽的氢气电解质容器上。在多级的情况下，所述压缩机的工作范围可从IOmbar的表压直到700bar的表压，这取决于所述水泵的出口压力和所述压力容器的容积。
[0028]所述出口气体放气阀可输送压缩气体或压缩气体混合物。
[0029]液体蒸汽冷凝单元、液体分离单元、除氧单元、气体干燥器和液体吸收单元可安装在所述压力容器的气体出口放气阀之后。
[0030]气体传感器可检测气体的纯度，并且将电压和/或直流信号发送给电子控制箱。如果所述气体的纯度不在所需水平或为了进行任何维护工作的情况下，所述压缩气体可被排到大气中。
[0031]在运行中，当所述可开关控制的通气孔打开时，所述出口排气阀和所述压力容器的进气阀被关闭，以允许在压差的作用下使得水位从所述可膨胀的水袋或所述压力容器本身下降到所述底部水罐。
[0032]通过水的主动泵送回所述底部水罐，多阀系统可便利的将水从所述压力容器或所述可膨胀的水袋中排空。
[0033]如上所述，在一般的运行中，待压缩的气体被注入到空的压力容器中随后通过将水泵送到所述可膨胀的水袋或直接泵送到所述压力容器中而被压缩。
[0034]当膨胀时，所述可膨胀的水袋可机械式地支承在所述压力容器内部。所述可膨胀的水袋或气袋上的压差可被控制在安全的工作压力之内。
[0035]所述可膨胀的水袋或气袋提供的与气体的更大的接触面积确保了在接近等温的条件下气体的快速冷却并且因此确保了比常规的机械气体压缩机更高的功效。待压缩的气体的流速可在10立方厘米/分钟到数百立方米/小时的范围内。所述压缩机的工作温度范围可从-60摄氏度到200摄氏度。所述液体介质和液体泵的选择依据最佳的工作温度、流速和工作压力。
[0036]本发明还提供了一种直接与大气电解槽连接的气体压缩机，其中，除氧干燥器去除了存在于氢气中的微量氧气，随后进行气体干燥。
[0037]本发明的主要目的在于制造极低成本的氢气压缩机；然而，本发明还适用于任何其它气体。本发明的实施例使用了可膨胀的水袋和高压水泵以在接近等温条件下运行，以制造高效的气体压缩机。
[0038]在多级的情况下，所述压缩机的工作范围为从IOmbar表压到的非常高的压力(t匕如700bar)，这取决于所述水泵的出口压力和所述压力容器的容积。所述气体压缩机的流速在10厘米/分钟到数百米/小时的范围内。
[0039]所述气体压缩机的工作温度在-60摄氏度到200摄氏度的范围内。
[0040]所述气体压缩机可具有到所述压力容器的可选的氮气供给点以净化来自系统的任何气态物质，在所述系统中，代替空气或任何其它不易燃气体的氢气和其它易爆气体被压缩。
[0041]在压缩气体被输送给供给线之后，所述气体压缩机自身做好了下一次压缩循环的准备；所述气体压缩机以连续的步骤运行，所述步骤如下:
[0042]i)保持位于底部水罐处的可开关控制的通气孔打开，
[0043]i i )保持出口排气阀关闭，
[0044]Iii)关闭处于关闭位置的压力容器的进气阀；
[0045]所述压力容器内部的较高的气体压力将使所述水袋收缩；所述气体压缩机依据上述顺序操控多个阀，以通过将水泵送到所述底部水罐从而将水从所述压力容器或所述可膨胀的水袋排空。
[0046]对于下一次压缩循环，所述气体被注入到空的压力容器中随后将水泵送到所述可膨胀的水袋或直接泵送到所述压力容器中。
【专利附图】

【附图说明】
[0047]参考图1将更好地理解本发明，图1为本发明的各种组件的原理图；
[0048]如表I所示的样本计算提供了压缩比的一个示例，但是遵循相同的原则，即通过改变本发明的物理参数将获得不同的压缩比；[0049]表2描述了相应于图1的阀门控制的顺序；存在多种方式来使用相同的物理配置和/或使用相同组件的不同配置来执行操作；
[0050]图2示出了根据本发明的实施例的气体压缩机的可替代的配置；
[0051]表3描述了相应于图2的阀门控制的顺序。
【具体实施方式】
[0052]下文将参考附图对本发明进行更充分地描述，在附图中示出了实施本发明的优选方式的各方面，在以下的描述开始时就应理解，特定领域内的技术人员可对本文所描述的发明进行修改，同时仍然实现本发明的有利结果；于是，以下的描述应被理解为针对特定领域内的技术人员的非限制的教导性的公开，并且不被理解为对本发明的限制。
[0053]如图1更好地示出的，供给到根据本发明的实施例的压缩机的氢气从氢气源经由邻接的管路(I)和第一阀(2)到第一压力容器(4)的气体进气口(3);如图1所示的所述氢气源为电解池(6)的氢-电解质容器(5)。所述氢-电解质容器具有氮气进气口(7)和氮气放气阀(8)。
[0054]所述第一压力容器(4)具有气体出气口(9)和可膨胀的水袋(10)，所述可膨胀的水袋(10)通过防泄漏的端口(11)被牢固地安装在所述压力容器内。在所述第一压力容器
(4)内，气体和水无法直接接触。压力传感器(12)和温度传感器(13)被安装到所述第一压力容器上以监控所述第一压力容器的内部压力和温度。
[0055]所述可膨胀的水袋(10)由柔性材料制成，例如使用强化橡胶、复合材料、纤维强化塑料袋等制成。所述可膨胀的水袋的安全工作压力大约为10-15bar，并且设计压力为25bar。因为当完全膨胀到所述压力容器的壁时所述水袋被支承，所以完全膨胀的水袋的内部压力和外部压力之间的压差不会超过15bar ;从收缩的水袋到膨胀的水袋，可膨胀的水袋的物理的体积变化多达20倍或者甚至更多；完全膨胀的水袋导致所述第一压力容器(4)内部的气体压力增加20倍，因此气体可通过所述完全膨胀的水袋被压缩多达20倍，。
[0056]所述可膨胀的水袋容纳来自底部水罐(16)的进水口的水，所述底部水罐(16)具有两个液位传感器，所述两个液位传感器为低液位传感器(17)和高液位传感器(18);所述水罐具有安装在管路(20)上的排气阀(19)，所述管路(20)牢固地连接到所述水罐上。
[0057]高压水泵(21)具有吸水管(22)，通过使用标准的管件，牢固地连接到所述底部水罐(16)上的所述吸水管(22)被安装到合适的位置；来自所述水泵的出口管(23)具有第二阀(24)和单向阀(25 );在所述单向阀(25 )之后，所述出口管(23 )被连接到T型接头(26 )的一个端口上；所述T型接头(26)的第二端口促使水回流到所述水罐(16)中，这时水绕过所述水泵(21)经由邻接管(56)和第六阀(55)回流到所述水罐(16)中；所述T型接头(26)的剩余的端口经由邻接管(27)将水泵送到另一个T型接头(28)。所述T型接头(28)的第二端口经由压力调节器(29)、低压管(30)和第三阀(31)通过所述防泄漏的端口(11)被连接到所述可膨胀的水袋上。
[0058]所述第一压力容器(4)经由邻接管(14)和第四阀(14)被牢固地连接到第二压力容器(33)的防泄漏的端口(32)上。
[0059]所述第二压力容器(33)具有气体出气口(34);可膨胀的水袋(35)经由防泄漏的端口(36)被牢固地安装在所述压力容器内；在所述第二压力容器(33)内，气体和水无法直接接触；压力传感器(37)和温度传感器(38)被安装到所述第二压力容器上以监控所述第二压力容器(33)的内部压力和温度。
[0060]所述气体出气口被连接到高压气体输送管(39 )、第七阀(40 )和单向阀(41)上。
[0061]所述第二压力容器(33)的可膨胀的水袋(35)的进水口(32)经由邻接管(42)被连接到所述T型接头(28)的剩余端口上；第五阀(43)被牢固安装在管路(42)上以控制进入所述可膨胀的水袋(35)的水的流量。
[0062]在所述单向阀(41)之后，气体纯度传感器(44 )被连接到出口管(39 )上，并被接合到T型接头(45)上。
[0063]排气孔(46)通过邻接管(49)被连接到所述T型接头(45)的其中一个端口上；排气阀(47)和阻火器(48)被安装到所述管路(49)上；出于维护目的以及如果气体纯度不合适的情况下，使用所述排气孔以将气体排到大气中的安全场所。
[0064]所述T型接头(45 )的剩余端口通过邻接管(50 )被连接到气体-水分离器(51)上。
[0065]除氧单元(52)被连接以产生高纯度(99.999%)的氢气；干燥器(53)组件被连接以产生非常干燥的氢气，即相当于_60°C露点；所述除氧单元(52)具有钯催化剂床，所述钯催化剂床促进存在于氢气中的微量的氧气与氢气本身之间的反应，以在大约140°C时形成水蒸气；然后纯的潮湿的氢气在干燥器(53)中被干燥；所述干燥器包含分子筛床以产生非常干燥的氢气。单向阀(54)被安装在除氧干燥器之后。
[0066]图2示出了根据本发明的气体压缩机的实施例的可替代的配置，所述配置集合了气体压缩机的四个功能:气体压缩、气体干燥、气体冷却、高效且低成本的气体净化。
[0067]如图2所示，流体泵108连续的运行以使所述流体从所述第一容器101到所述第二容器102向前和向后运动并在此之后从所述第二容器102回到所述第一容器101，以实现在两个连通的容器101和102之间的流体循环。如下文将会描述的，所述流体的往复运动由多个阀的布置来控制。
[0068]在过程一开始的时候，所述第一容器101充满了流体，并且所述第二容器102充满了气体。通过所述泵108将来自所述第一容器101的流体供给到所述第二容器102中以压缩所述第二容器102中的气体。在此阶段，所述泵108的输入侧和所述第一容器101之间的第一阀104是打开的，同时所述泵108的输出侧和所述第一容器101之间的第二阀105是关闭的。同样地，所述泵108的输出侧和所述第二容器102之间的第三阀106是打开的，同时所述泵108的输入侧和所述第二容器102之间的第四阀107是关闭的。所述第一容器101和所述低压电解池103之间的第五阀111是打开的，同时所述第二容器102和所述低压电解池103之间的第六阀112是关闭的。所述第一容器101和高压气体输送管线116之间的第七阀113是关闭的。所述第二容器102和所述高压气体输送管线116之间的第八阀114同样是关闭的。
[0069]通过所述高压流体泵108逐步注入所述流体，所述第二容器102中的气体在单级的情况下被压缩至700bar或高于外界压力。这些泵通常在高压净化应用、海底钻探工业和水射流切割工具中使用，并且可产生甚至多于2000bar的排气压力；因此，这种布置在没有任何上限的单级情况下提供了所需的压缩比，因为其仅取决于高压液压泵的能力。
[0070]然后，通过打开第八阀114并同时保持所述第三阀106和所述第六阀112关闭，将压缩气体排到所述高压气体输送管线116中。输出阀109被打开以输送高压气体或充满用于储存的缓冲罐。
[0071]所述第一容器101的进气口由所述第五阀111来控制，所述第五阀111被连接到产生氢气和氧气或任何其它气体源的电解池103上。所述电解池103可以是GB2469265中所述描述的。在所述第二容器102中的压缩过程期间，由于所述第一容器101的液位逐步下降，从而在所述第一容器101中产生了真空。因此，所述第一容器101注入了来自所述电解池103的气体。所述真空有助于更有效地从所述电解池103中抽出气泡。从所述电解池中有效并快速地去除气体改善了所述电解池的离子导电性，并因此明显改善了所述电解池的效率。这克服了现有的大气电解槽的主要问题，在现有的大气电解槽中由于作用于气泡和电极表面之间的表面张力使得气体附着在电极表面。
[0072]在从所述第二容器102排出高压气体之后，然后所述流体从所述第二容器102被向后泵送到所述第一容器101中。在此阶段，所述泵108的输入侧和所述第一容器101之间的第一阀104是关闭的，同时所述泵108的输出侧和所述第一容器101之间的第二阀105是打开的。同样地，所述泵108的输出侧和所述第二容器102之间的第三阀106是关闭的，同时所述泵108的输入侧和所述第二容器102之间的第四阀107是打开的。所述第一容器101和所述低压电解池103之间的第五阀111是关闭的，同时所述第二容器102和所述低压电解池103之间的第六阀112是打开的。所述第一容器101和高压气体输送管线116之间的第七阀113是关闭的。所述第二容器102和所述高压气体输送管线116之间的第八阀114同样是关闭的。
[0073]在所述第一容器101中产生了高压气体，同时由于所产生的真空引起所述第二容器102从所述电解池103吸进新的气体。然后通过打开的第七阀113并同时保持所述第二阀105和所述第五阀111关闭，压缩气体被从所述第一容器101排到所述高压气体输送管线116中。所述输出阀109被打开以输送高压气体或注入用于储存的缓冲罐。
[0074]重复上述过程以对所述容器101、102的每一个进行不断地充注和排出。表3示出了所述两个容器101、102中的气体压缩和气体排出期间的阀的位置。
[0075]图2的实施例提供了气体干燥功能。在所述第一容器101和所述第二容器102内的压缩期间，水分和其它杂质被冷凝并且自然地脱离，以形成干燥的高压气体，因此无需在压缩机之前设置气体干燥器。常规的基于活塞的压缩机需要在压缩机之前设置气体干燥器。
[0076]图2的实施例提供了气体冷却功能。首先高压流体在处于低压的所述第一容器101和所述第二容器102内扩散，这产生了冷却效果，所述冷却效果在压缩期间控制温度接近于等温。一些热量将从压力容器的表面消散。在压缩期间的这种冷却首先消除了对常规的冷却回路的需求，因此节省了成本并且使得所述压缩机具有更高的能效。
[0077]图2的实施例提供了气体净化功能。所述流体可以是任何液体，例如水、混合有多种化学物质的水、苛性钠溶液、氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸铁溶液、酸性水等。流体的选择取决于存在于进气中的杂质，所述杂质在压缩期间通过所述流体被净化。所述流体被所述压力容器101、102内部的喷嘴110、115喷射，以通过物理吸附或通过化学反应来净化各种杂质。例如，氢氧化钠(sodium hydroxide, NaOH)、氢氧化钾(potassium hydroxide, K0H)溶液被使用以在压缩期间从生物气体中去除二氧化碳CO”通过在硫酸铁溶液中净化或者通过在水中清洗未净化的气体来去除硫化氢(Hydrogen sulphide, H2SX通过使用相关的流体溶液的各种净化技术来实现焦油、油、碳氢化合物、微粒和其它杂质的去除。
[0078]总的来说，本发明主要涉及使用了高压水泵的氢气和任何其它气态物质的压缩。由于使用了水封，本发明提供了安全的且防漏的气体压缩机，这使得所述气体压缩机可以完美地对诸如氢气的易爆气体进行压缩。本发明允许低压气体(比如来自大气水电解槽的低压气体)以比昂贵的加压电解槽或常规的氢气压缩机更加经济的方式来明显地增加气体压力。市场上可用的最小的工业用的氢气压缩机的流速明显大于小型电解槽的气体产生率；为此，需要一个位于电解槽和压缩机之间的缓冲罐以补偿它们的不匹配；然而，本发明消除了对任何氢气的缓冲罐的需求，因为所述压缩机的流速在10毫升/分钟到实际上数百立方米/小时的范围内，所述流速取决于所述水泵的流速。这种新的压缩机与离心式空气压缩机、活塞式或隔膜式的气体压缩机相比具有的部件数量明显较少，因此具有较低的制造成本。本发明适用于其它气体，例如适用于空气、氧气、氮气、二氧化碳、天然气等。由于接近等温压缩，本发明制造了高效节能的气体压缩机。
[0079]本发明已被概括地描述以覆盖本发明的主要特征，所述主要特征为使用可膨胀的水袋或气袋或任何其它可膨胀的装置及其连同的如图1和表I所示的水泵和其它组件和表2所示的相应的阀序列；应理解的是，本发明不限于图1或图2的配置；以不同的方式来重新布置图1和/或图2的组件的多个不同的配置都能够实现本发明；还应理解的是，用于描述本发明的术语和短语可以被重新整理以提供本发明更广泛的范围。
[0080]本发明的实施例提供了一种成本极低的新型氢气压缩机；所述压缩机对其制造中的工程公差不敏感；本发明同样也适用于任何其它气体。所述气体压缩机包括高压流体源和压力容器，所述压力容器具有用于待压缩气体的进气口、用于压缩气体的出气口和用于高压流体的流体入口。所述压缩机被布置为将高压流体经由所述流体入口引入到所述压力容器，从而压缩所述压力容器中的气体的体积。
【权利要求】
1.一种气体压缩机，包括: 高压流体源；以及 压力容器，所述压力容器具有用于待压缩气体的进气口、用于压缩气体的出气口和用于高压流体的流体入口， 其中所述压缩机被布置将所述高压流体经由所述流体入口引入到所述压力容器中，从而压缩所述压力容器中的气体的体积。
2.根据权利要求1所述的气体压缩机，其中，所述压力容器包括用于将高压流体与所述压力容器内的气体分离的隔离部件。
3.根据权利要求2所述的气体压缩机，其中，所述隔离部件为容纳于所述压力容器中的活塞的形式。
4.根据权利要求3所述的气体压缩机，其中，所述压力容器在使用中被定向为使得所述流体在所述压力容器的底部被引入且所述气体在所述压力容器的顶部被引入。
5.根据权利要求2所述的气体压缩机，其中，所述隔离部件为连接到所述压力容器的流体入口上的可膨胀的袋的形式。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的气体压缩机，其中，所述高压流体为液体。
7.根据权利要求6所述的气体压缩机，其中，所述高压流体为水。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的气体压缩机，其中，所述高压流体源包括泵，所述泵被布置为将流体泵送到所述压力容器的流体入口。
9.根据权利要求8所述的气体压缩机，其中，所述高压流体源包括罐，并且所述泵被布置为将流体从所述罐泵送到所 述压力容器的流体入口。
10.根据权利要求8所述的气体压缩机，所述气体压缩机包括至少一个另一压力容器，所述另一压力容器具有进气口和用于所述高压流体的流体入口， 其中，所述泵被布置为将流体从所述第一压力容器泵送到所述另一压力容器的流体入口，从而压缩所述另一压力容器中的气体的体积，以及 其中，所述泵被布置为随后将流体从所述另一压力容器泵送到所述第一压力容器的流体入口，从而压缩所述第一压力容器中的气体的体积。
11.根据权利要求10所述的气体压缩机，其中，所述第一压力容器和所述另一压力容器被配置为使得:流体从所述第一压力容器到所述另一压力容器的泵送引起所述第一压力容器中的压力下降，从而经由所述进气口将气体吸进所述第一容器中；并且，流体从所述另一压力容器到所述第一压力容器的泵送引起所述另一压力容器中的压力下降，从而经由所述进气口将气体吸进所述另一容器中。
12.根据权利要求10或11所述的气体压缩机，其中，所述第一压力容器的进气口和所述另一压力容器的进气口被连接到同一气体源上。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的气体压缩机，所述气体压缩机包括至少一个另一压力容器，所述另一压力容器具有连接到所述第一压力容器的出气口上的进气口和用于所述高压流体的流体入口， 其中，所述压缩机被布置为经由所述流体入口将所述高压流体引入所述另一压力容器中，从而进一步压缩所述另一压力容器中的气体的体积。
14.根据权利要求13所述的气体压缩机，其中，所述另一压力容器的流体入口被连接到所述第一压力容器的流体入口所连接的同一高压流体源上。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的气体压缩机，其中，所述压力容器的进气口被供给来自水电解槽的气体。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的气体压缩机，其中，所述气体为氢气。
17.根据权利要求1-16任一项所述的气体压缩机，其中，所述压力容器和/或所述另一压力容器的流体入口包括 用于将所述高压液体喷射到所述(另一)压力容器中的喷嘴。
【文档编号】F04F5/18GK103534490SQ201280007997
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年2月7日 优先权日:2011年2月7日
【发明者】阿米塔瓦·罗伊 申请人:Re氢能有限公司