制备天然气燃料的方法和装置的制作方法

专利名称：制备天然气燃料的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备天然气燃料的方法和装置。
背景技术：
液态天然气(液化天然气，或缩写LNG)是被冷却到-162°C温度并由此呈现液态的 天然气。当今，知道了许多天然气源，其很可惜远离终端用户。一种有利的远途运输天然气 的可行方式在于，天然气被液化并且依靠油船(也称为LNG罐船)运输。在目的地，液态天 然气又被转化为气态天然气。文献W02006/077094公开了一种装置和一种方法，所述装置和方法允许将由LNG 罐船运输的天然气用作燃料源，以便用该燃料驱动LNG罐船的机器。如该文献明确所述，在 储罐的上侧区域内包含有液化天然气，也被称为蒸发气。蒸发气从储罐中被取出，随后被压 缩，接着以气态天然气的形式被供给船舶的机器，例如内燃机。

发明内容
本发明的任务是提供一种有利的装置和一种有利的方法，其允许从液化天然气的 蒸发气中获取燃料，该燃料尤其适用在LNG罐船的内燃机中。通过具有权利要求1的特征的装置来完成该任务。从属权利要求2至9涉及本发 明装置的其它有利改进方案。此外，通过具有权利要求11的特征的方法来完成该任务。从 属权利要求12至21涉及本发明方法的其它有利改进方案。该任务尤其利用一种天然气燃料的制备装置来完成，该装置包括具有用于天然气 流的入口和出口的压缩机，其中，该入口能与LNG储罐流通相连以便从LNG储罐中输送出蒸 发气，该出口能与天然气供应管路流通相连，其中该压缩机包括第一压缩级和后续的第二 压缩级，第一和第二压缩级被设计成迷宫密封式活塞压缩机或活塞环密封式活塞压缩机的 形式，并且第一压缩级的活塞直径大于第二压缩级的活塞直径，该压缩机在后面包括至少 一个第三压缩级，第三压缩级被设计成活塞环密封式活塞压缩机或迷宫密封式活塞压缩机 的形式。在另一个有利的实施方式中，第三压缩级的后面跟着第四压缩级。在另一个有利 的实施方式中，第四压缩级的后面跟着第五压缩级。在一个特别有利的实施方式中，第三压 缩级和(如果有的话)第四和第五压缩级被设计成活塞环密封式压缩级的形式。在另一个 有利的实施方式中，第三压缩级和(如果有的话)第四和第五压缩级被设计成迷宫密封式 压缩级的形式。在另一个有利的实施方式中，所有的压缩级或是呈迷宫密封式压缩级的形 式，或是呈活塞环密封式压缩级的形式。在一个特别有利的实施方式中，第一和第二压缩级 为迷宫密封式活塞压缩机的形式，后面的压缩级为活塞环密封式活塞压缩机的形式。根据本发明的装置有以下优点，可以从液态天然气中获取天然气流，该天然气流 的压力为100巴至500巴，尤其是150巴至300巴，其中该天然气流用于给内燃机优选是透 平或活塞发动机如柴油发动机供应燃料。本发明的装置优选安装在船舶上，尤其是LNG罐 船上，并且可以从贮存在LNG储罐中的液态天然气中获得燃料以供给内燃机。液态天然气
4的蒸发气通常具有约为_162°C的温度和通常为1巴的压力。根据本发明的装置允许该蒸发 气被压缩到介于100巴至500巴、尤其是150巴至300巴范围的可变的最终压力。迷宫密封式活塞压缩机的优点是，天然气能够在优选为-160°C至+100°C的宽广 温度范围内被吸入和压缩。活塞环密封式活塞压缩机的优点是，天然气能被压缩到高压。根 据本发明的、迷宫密封式活塞压缩机和活塞环密封式活塞压缩机的组合具有以下优点，可 以从蒸发气开始非常可靠且成本低廉地压缩天然气，这尤其允许给LNG罐船的发动机供应 来自所运输的LNG储罐的燃料。在一个优选实施方式中，在第二和第三压缩级之间设有止回阀，其中在第一和第 二压缩级中优选进行无油压缩。这种布置结构的优点是，在第一和第二压缩级中被压缩的 天然气没有污染物，并且如果需要，其又能被输送给LNG储罐。第二压缩级最好由唯一的压 缩级构成，或者由两个串联的压缩级构成，或者说，其由一个活塞压缩机或者两个串联的活 塞压缩机构成。在一个特别优选的实施方式中，所有压缩级都安置在一个共同的机体中并且被一 个共同的曲轴传动机构驱动。这产生一种结构特别紧凑的压缩机，该压缩机也能安置在船 舶上。在一个优选的实施方式中，曲轴传动机构包括配重，用于获得特别高的压缩机平稳运 转性，这尤其对在船舶上使用运行来说是有利的。在另一个有利的实施方式中，至少其中一个压缩级具有包括可控阀的旁路，用于 控制回流，并且借此控制压缩级的输送量和/或输送压。以下将结合多个实施例来详细说明本发明。原则上，在附图中，相同的零部件配有 相同的附图标记。


为说明实施例而采用的附图示出了 图1示意表示压缩机的一个实施例；图2示意表示压缩机的另一个实施例；图3示意表示图2所示压缩机的一个改进方案；图4表示压缩机的截面；图5表示图4所示压缩机的细节图；图6表示图4所示压缩机的另一个细节图；图7示意表示两个并行布置来供应两个柴油发动机的压缩机；图8表示天然气温度关于时间的变化曲线；图9表示用于控制被压缩的天然气的压力和质量流量的控制原理；图10表示包括配重的十字头的纵截面；图11表示包括配重的十字头的侧视图。
具体实施例方式图1示意表示用于制备天然气燃料的装置1，其包括具有用于天然气流4的入口 3 的压缩机2以及包括出口 7，该出口与用于后接的内燃机的天然气供应管路8流通连接。入 口 3能与LNG储罐5流通连接，在LNG储罐中贮存有液态天然气Ef，通常处于1巴的压力和-162°C的温度。在液态天然气Ef的上方形成有气态天然气Eg，也被称为蒸发气6。蒸发 气6被压缩机2吸入、压缩并在出口 7以处于最好为150巴至300巴压力的天然气的形态 离开压缩机2。压缩机2最好安装在LNG罐船上，在这里，被压缩的天然气优选用作驱动发 动机的燃料。压缩机2包括第一压缩级和后面的第二压缩级9、10，其中第一和第二压缩级9、10 为迷宫密封式活塞压缩机11、12的形式，并且第一压缩级9的活塞直径大于第二压缩级10 的活塞直径。压缩机2在后面包括第三和第四压缩级13、14，它们为活塞环密封式活塞压缩 机15的形式。随后，被压缩的天然气被供应到出口 7。在一个有利的实施方式中，在第二压缩级10和第三压缩级13之间设有止回阀16， 从而天然气只能单向流动。在一个有利的实施方式中，所有在天然气流动方向上设在止回 阀16前面的压缩级9、10均是无油设计的，从而在这些区段中被压缩的天然气将不会被杂 质污染。图1所示的压缩机2因此包括四个串联的活塞压缩机11、12、15。在一个有利的实施方式中，压缩级9、10、13、14中的至少一个压缩级具有包括可 例如通过电线23a、24a、25a被控制的阀23、24、25的旁路20、21、22。这种布置结构的优点 是，可借此来控制在出口 7存在或流过的天然气的压力和/或输送量。图1所示的实施方式具有各两个串联的压缩级9、10或压缩级13、14。但是，该装 置1也可以如此构成，即这两个压缩级9、10和/或13、14由各自唯一一个压缩级构成，或 者采用三个串联的压缩级，代替所示出的各两个压缩级。图1所示的实施方式也可以只有 唯一一个活塞压缩机15，或者还可以具有三个串联的活塞压缩机15。在另一个有利的如图2所示的实施方式中，与图1所示的实施方式相比，压缩机2 还可具有附加的活塞压缩机11、12、15，它们构成附加的串联压缩级，用于获得较高的最终 压力，或者它们构成并联的压缩级，用于获得较高的输送量，或者它们不仅具有串联的压缩 级，还具有并联的压缩级。因此，例如第一压缩级9可以由两个并联的活塞压缩机11构成， 用于提高输送量。在如图2所示的优选实施方式中，第二压缩级10由两个压缩级构成，此 时两个活塞压缩机12串联布置，用于提高压缩压力。如果吸入压相对低，则在第一或第二 压缩级9、10中尤其需要一个附加的压缩级。此外，第三和第四压缩级13、14例如也可以具 有至少一个附加的串联的活塞压缩机15，用于提高天然气的最终压力。本发明的压缩机2 因此可以按照不同的方式构成，这取决于规定的或期望的、在入口 3和出口 7处的天然气性 能，尤其是天然气的温度、压力和所需的输送量。图2所示的压缩机2表示一个包括第五串 联活塞压缩机11、12、15的优选实施方式。图2所示的压缩机2包括许多压力传感器42a、42b、42c、42d，用于在各个位置测量 天然气压力。压缩机2还包括三个控制装置40a、40b、40c。在所示的实施例中，控制装置 40a规定压力额定值41，而作为实际值，在出口 7区域中测量天然气的最终压力42d。根据 实际值和额定值之差，控制装置40a影响阀23的位置，用于由此调整旁路20中的回流。同 样，控制装置40b比较在第二压缩级10之前和之后的压力42a和42b，控制装置40c比较在 第三和第四压缩级13、14之前和之后的压力42c和42d，用于根据这些测量值来调整阀24 或25的位置并由此调整旁路21、22中的回流。此外，控制装置40a、40b、40c能与高级控制 器相连。如图2所示，可被事实证明有利的是，在压缩级10、13、14之后设有冷却器31，用于 冷却被压缩的天然气。冷却器31例如利用水-乙二醇混合物来冷却。
图3表示在另一个有利的实施方式中已如图2所示的压缩机2的布置在止回阀16 左侧的部分。在第一和第二压缩级9、10之间设有温度传感器47和控制阀45。此外，作为 该控制阀45的旁路，设有控制阀46、温度传感器48和冷却器31。离开第一压缩级9的天 然气因此可以根据其温度或是通过控制阀45被直接供给第二压缩级10，或是通过控制阀 46和冷却器31以被冷却的天然气形式被供给第二压缩级10。此外，压缩机2可以具有回 馈管路50，流体流过回馈管路由一个截止阀51来控制，在这里，回馈管路50如图所示最好 设置在止回阀16的左侧，或者说在天然气流向上置于止回阀16前面。回馈管路50可以连 通向二次液化装置，从而多余的天然气例如又可以被送往LNG储罐5。回馈管路50还可以 通入一个气体燃烧装置，在这里，天然气例如被点燃。图4以截面图具体表示按照本发明的压缩机2的一个实施例。压缩机2包括一个 共同的机体18，其具有曲轴传动机构17和间隔件18a。曲轴传动机构17包括设于其中的 曲轴17a和六个在曲轴17a运行方向上间隔布置且通过连杆17b与曲轴17a连接的十字头 17c，其中，曲轴传动机构17具有多个十字头孔17d，十字头17c插入该十字头孔中，每个十 字头17c与一个活塞杆17e连接，并且每个活塞杆17e与一个活塞9a、10a、13a、14a连接。 曲轴17a通过飞轮26与驱动轴27连接。间隔件18a在上方具有安放面，在所示的实施例 中，六个活塞压缩机11、12、15布置在该安放面上，这些活塞压缩机的活塞9a、10a、13a、14a 通过活塞杆17e被共同的曲轴17a驱动。图5和图6具体示出了活塞压缩机11、12、15。压 缩机2包括具有两个活塞压缩机11的第一压缩级9，这两个活塞压缩机呈迷宫密封式活塞 压缩机11的形式，在这里，压缩级9的活塞压缩机11如图5具体所示地包括具有活塞直径 9b的活塞9a，其中活塞9a在外圆柱表面上具有迷宫密封9c，或者说具有这样的表面结构， 该表面结构与缸壁面9d相关地造成非接触的迷宫密封9c。活塞压缩机11还包括一个活塞 杆导向机构9e，用于引导活塞杆17e和活塞9a。这两个分列左右的活塞压缩机11可以相 对于待压缩天然气是相互并联或串联布置的。在一个有利的实施方式中，第一压缩级9具 有双向作用的缸，在缸中，活塞9a的两侧限定出用于压缩天然气的压缩腔。第一压缩级9 最好按照低温结构形式构成并且由适用于低温的材料制成。压缩机2包括第二压缩级10，其包括两个串联的活塞压缩机12，这两个活塞压缩 机同样为迷宫密封式活塞压缩机12的形式，其中，第二压缩级10的每个活塞压缩机12如 图5具体所示地包括具有活塞直径IOb的活塞10a，活塞IOa在其外圆柱表面上具有迷宫 密封10c，或者说具有这样的表面结构，该表面结构与缸壁IOd相关地造成非接触的迷宫密 封10c。在另一个实施方式中，该迷宫密封也可以安置在缸壁IOd上，活塞IOa具有相对光 滑的表面。此外，第二压缩级10包括一个活塞杆导向机构10e，用于引导活塞杆17e和活塞 IOa0这两个并列布置的活塞压缩机12相对于待压缩的天然气来说最好串联布置。第一压 缩级9的活塞直径9b大于第二活塞10的活塞直径10b。压缩机2包括两个活塞环密封式活塞压缩机15和第三压缩级13以及第四压缩级 14，其中，每个活塞压缩机15为双向作用缸的形式并具有两个压缩级，在这里，如图6具体 所示，第三压缩级13具有包括多个活塞环13b的活塞13a和缸13c，第四压缩级14具有包 括多个活塞环14b的活塞14a和缸14c。在所示的实施例中，第三压缩机13安置在活塞顶 侧上，而第四压缩机14安置在活塞底侧上。在另一个未示出的实施例中，第三压缩级13也 可以安置在活塞底侧上，而第四压缩级14安置在活塞顶侧上。这两个活塞压缩机15最好相互串联连接，但是也可以并联连接。十字头是用油润滑的。在间隔件18a中设有多个油环17f，该油环围绕活塞杆17e。 共同的机体18通过供油通路28接受润滑油并且在底面上具有出口孔，油经出口孔并通过 排油通道29被排走。这种设计结构的优点是，在机体18内在下侧不存在永久的油窝，因为 油将被送走。机体18在其最优选的实施方式中具有六个十字头17c和相应的六个活塞杆17e。 最好这六个在曲轴17a运行方向上间隔布置且通过连杆17b与曲轴17a相连的十字头17c 的每两个相对曲轴17a错开一个60°转角。在一个优选实施方式中，配重19与十字头17c 和/或活塞杆17e连接。最好如此选择配重19，即，各十字头17c、其对应的活塞杆17e、与 活塞杆连接的活塞9a、10a以及对应的配重19基本上有相同的质量。这种利用配重19的 设计造成压缩机2在工作中运行很平稳。当压缩机2在船舶如LNG罐船上使用运行时，这 是非常有利的，因为在船舶中不存在庞大笨重的借此能传走振动力的地基。因此，最好如此 设计本发明的压缩机2，它具有作用小的力和力矩，压缩机2因而非常适用于在船舶上操作 使用。图4所示的压缩机2的优点是，它的结构非常紧凑，因而占地小，并且压缩机2可以 用唯一的结构紧凑的电动机来驱动。利用图4所示的布置结构，可以实现对振动力的最佳补偿，该布置结构包括一个 共同的机体18，其具有六个沿曲轴17a的运行方向间隔布置的十字头17c、连杆17b和活塞 杆17e。但是，被事实证明有利的是，压缩机2配备有少于图4所示的活塞压缩机11、12、15， 例如只如图1所示地配有三个活塞压缩机11、12和15。在此实施例中，根据图4的压缩机 2从左侧看将只包括第一和第二活塞压缩机11、12以及第四活塞压缩机15，而间隔件18a 可以在第三、第五和第六位置的安放面上配备有盖板，在这里，在其下方的活塞杆17e被相 应缩短构成，从而活塞杆不接触盖板。在此实施方式中，也最好有所有六个十字头17c、连杆 17b和活塞杆17e，在此，最好如此选择配重19，六个活动组件中的每个组件有相同的质量， 这保证了振动小的良好平稳运行。图4所示的、具有一个带六个曲柄的曲轴17a的实施方 式导致作用力被相对最佳平衡，从而出现小的振动力。图10表示十字头17c的纵截面，该十字头包括活塞杆17e、十字头颈17g、连接件 17h和导向表面17i。一个由多块板19a和连接件19b构成的配重19与十字头17c和/或 活塞杆17e固定连接。配重19还能设置在十字头17c上方的任何地方，在这里，配重19最 好与活塞杆17e连接。图11以侧视图示出了图10所示的结构，在这里，连杆17b通过十字 头颈17g与十字头17c连接。配重19能由唯一的构件构成。但是，配重19最好由多个子重 块19a构成，最好由几何形状相同的子重块19a构成。在一个优选实施方式里，子重块19a 如图10和图11所示呈板状。在图4所示的压缩机2中，所有的压缩级9、10、13和14或所有的活塞压缩机11、 12、15被同一曲轴17a驱动。但是，也可以如此将机体18分成两个独立的机体，例如第一和 第二压缩级9、10安置在第一机体里，第三和第四压缩级13、14安置在第二机体里。所有的 压缩级9、10、13、14能够用同一曲轴17a驱动。但在另一个实施例中，可以采用两个或更多 的独立曲轴17a，它们还可以被独立的驱动机构如马达驱动。图7示意表示包括两个并联布置的压缩机2的布置形式，由蒸发气6构成的天然 气流4经入口 3被供给这两个压缩机。在压缩机2的后面，被压缩的天然气在两个天然气供应管路中通过截止阀52、53被供给各自的内燃机32，在这里，内燃机32例如是活塞发动 机如船舶柴油发动机，其也适用于以天然气运行。内燃机32的控制装置规定了用于所供 应的天然气的压力额定值41，在这里，压力额定值41作为额定值被供给两个压缩机2。有 利的是，如此运行内燃机32，内燃机依据压力额定值41在规定功率下要求规定的天然气压 力。在一个特别有利的实施方式中，压力额定值41是用于图1和图2所示压缩机的唯一的 额定值信号。尤其是，由内燃机32要求的天然气量是不知道的。本发明的装置以及本发明 的方法实现了从蒸发气6中提供具有一定压力和可变的量的天然气。迷宫密封式活塞压缩机11、12的优点是，其可以在宽广的温度范围内可靠工作， 尤其是在低许多的温度和出现较大温度变化时也能可靠工作。图8表示在压缩机2起动后 的在第一压缩级9的吸入侧被吸入的天然气的温度随时间变化的曲线TA。随时间的曲线 Tb表示在第一压缩级9的压力侧的天然气温度。从所示的实施例中看到，迷宫密封式活塞 压缩机11、12可以在-150°C至+100°C的温度范围内可靠工作。而且，本发明的压缩机2具 有以下优点，它基本上能够在每个位于吸入侧的温度下被起动。借助图1至图3来具体描述可能有的运行方法。在本发明的、为内燃机提供天然 气燃料的方法中，从装有液态天然气的LNG储罐5中取出蒸发气6。随后，蒸发气6在压缩 级9、10中被压缩，在这里，压缩级9、10包括迷宫密封式活塞压缩机11、12。随后，天然气在 压缩级13、14中被压缩，该压缩级包括活塞环密封式或迷宫密封式活塞压缩机15。此时，天 然气被压缩到100巴至500巴、最好是150巴至300巴的压力，随后被提供给出口 7。迷宫密封式活塞压缩机11、12有利地构成第一和第二压缩级9、10，活塞环密封式 活塞压缩机最好构成第三和第四压缩级13、14，从而天然气被优选至少四个压缩级9、10、 13、14压缩，在这里，第二压缩级10在一个非常有利的实施方式中具有两个串联的压缩级 或者说活塞压缩机12。有利的是，天然气在第二压缩级10后通过止回阀16被送往第三压缩级13。有利的是，活塞压缩机11、12、15中的至少一个包括旁路20、21、22，天然气如此通 过所述至少一个旁路20、21、22被回馈，S卩，天然气在出口 7具有规定的额定压力值^皿。利 用图2所示的实施方式，在旁路20、21、22中的回流可被如此控制，在出口 7的最终压力可 以在例如100巴至500巴、最好是150巴至300巴的大范围内变化，并且所输送的天然气量 可在0%至100%的大范围内变化，从而压缩机2在压力侧在出口 7具有可变的、可依据额 定值41来预定的最终压力。本发明的压缩机2因为本发明的方法而能够在内燃机32获得 变化的天然气量时还保持依据额定值41预定的最终压力。取决于阀23、24、25的各自位置， 输送量可以在0%至100%范围内通过相应的旁路20、21、22来循环。输送量减少到0%的 可能性或者在旁路20、21、22中的循环率达到100%的可能性带来以下优点，压缩机2也可 以在从出口 7没有排出天然气时被驱动。驱动压缩机2的曲轴17a的电动机根据设计的不 同例如仅供单位时间内的一定次数的起动使用。例如，在起动时出现的电动机变热可以限 制每小时的重新起动次数。旁路20、21、22和阀23、24、25因此允许电动机在只有少量天然 气或甚至没有天然气从出口 7被排出时继续运行。图9表示用于控制被压缩的天然气在出口 7处的质量流量和压力。图9具体示出 了在150巴压力Pl和265巴压力P2时的、与施加在驱动轴27上的功率相关的、单位为kg/ h的质量流量百分数。控制原理将借助图2和根据图9的曲线来具体说明。用Rl标示的曲线P2的变化过程将通过改变阀23的位置来实现，因为由此改变旁路20中的回馈率。用R3 标示的曲线P2的变化过程还将通过改变阀25的位置来实现，因为由此将改变旁路22中的 回馈率。用R4标示的曲线P2的变化过程还通过改变阀24的位置来实现，因为由此将改变 旁路21中的回馈率。因此，在出口 7处的压力保持不变时，天然气的质量流量或者说输送 量可以在0%和100%之间变化。同样的控制方法适用于其它压力，例如具有150巴压力的 曲线P1。除了质量流量方面的波动外，根据图2的布置结构还能调整压力变化。控制装置 40a.40b.40c有利地呈PI调整器形式。假定在控制装置40a上存在压力额定值41并且压 力实际值42d降低到规定的压力额定值41下，则控制装置40a将会部分或完全关闭阀23， 从而在旁路20中有少量天然气回流，这造成在出口 7处有大量天然气可供使用并且在出口 7处的天然气压力增大。控制装置40b测定两个实际值42a和42b，即一个输入实际值42a 和一个输出实际值42b。控制装置40b规定两个未示出的额定值，即一个输入额定值和一个 输出额定值。如果输入实际值42a小于输入额定值，则阀24打开。如果输出额定值小于输 出实际值42b，则阀24同样打开。同样的控制方法也适用于控制装置40c和其所属的传感 器和阀25。压缩机2和内燃机32最好如此操作运行，内燃机32规定一个用于要供应的天然 气的额定压力值Ps。n，而压缩机2被如此控制，在出口 7处的天然气具有该规定的额定压力
值 Psoll。可被证明有利的是，天然气至少在第一和第二活塞压缩机11、12中以无油方式被 压缩。可被证明有利的是，天然气在一个压缩级9、10、13、14后被冷却。可被证明有利的是，所有的活塞压缩机11、12、15被一个共同的曲轴17a驱动。但 是，也可被证明有利的是，迷宫密封式活塞压缩机11、12被第一共同曲轴17a驱动，活塞环 密封式活塞压缩机15被第二共同曲轴驱动。可被证明有利的是，被压缩的天然气的一部分 被点燃或者又被液化。可被证明有利的是，在第一和第二压缩级9、10之间，接通或断开一 个中间冷却器31。
权利要求
一种制备天然气燃料的装置(1)，包括压缩机(2)，该压缩机具有用于天然气流(4)的入口(3)和出口(7)，其中该入口(3)能与LNG储罐(5)流通连接，以便从该LNG储罐(5)中输送出蒸发气(6)，该出口(7)能与天然气供应管路(8)流通连接，其特征是，该压缩机具有第一压缩级和后面的第二压缩级(9，10)，其中第一和第二压缩级(9，10)以迷宫密封式活塞压缩机(11，12)或活塞环密封式活塞压缩机(15)的形式构成，第一压缩级(9)的活塞直径大于第二活塞压缩机(10)的活塞直径，该压缩级(2)在后面包括至少一个第三压缩级(13，14)，第三压缩级以活塞环密封式活塞压缩机(15)或迷宫密封式活塞压缩机(11，12)的形式构成。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，在第二压缩级(10)和第三压缩级(13)之间 设有止回阀(16)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是，所有压缩级(9，10，13，14)被一个共同 的曲轴传动机构(17)驱动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征是，所有压缩级(9，10，13，14)安 置在一个共同的机体(18)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征是，第三压缩级和一个第四压缩级 (13，14)安置在一个共同的缸(15a)内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征是，第二压缩级(10)由两个串联 的压缩级构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征是，所述压缩级(9，10，13，14)中 的至少一个具有包括可控阀(23，24，25)的旁路(20，21，22)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征是，所有布置在止回阀(16)前面 的压缩级(9，10)是无油设计的。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征是，在该入口(3)和该止回阀(16)之间设有回 馈管路(50)，用于将天然气回送至该LNG储罐(5)。
10.将根据权利要求1至9中任一项所述的装置用于给内燃机(32)尤其是柴油发动机 供应天然气的用途。
11.一种给内燃机制备天然气燃料的方法，其特征是，从装有液态天然气的LNG储罐 (5)取出蒸发气(6)，在由迷宫密封式活塞压缩机(11，12)或活塞环密封式活塞压缩机(15) 构成的压缩级(9，10)中压缩该蒸发气(6)，随后在由活塞环密封式活塞压缩机(15)或迷宫 密封式活塞压缩机(11，12)构成的压缩级(13，14)中压缩天然气，其中该天然气被压缩到 100巴至500巴尤其是150巴至300巴的压力，并且该天然气在该出口(7)处被提供使用。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征是，该迷宫密封式活塞压缩机(11，12)包括 第一和第二压缩级(9，10)，该活塞环密封式活塞压缩机(15)包括第三和第四密封级(13，14)，从而天然气至少在四个压缩级(9，10，13，14)中被压缩。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征是，天然气在第二压缩级(10)后通过止回阀 (16)被输送给第三压缩级(13)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征是，所述活塞压缩机(11，12，15)中的至少一个活塞压缩机具有旁路(20，21，22)，天然气通过所述至少一个旁路(20， 21，22)被回馈，从而天然气在该出口(7)具有规定的额定压力值(Ps。n)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征是，天然气在该出口(7)后被供给内燃机 (32)，该额定压力值(Psoll)由该内燃机(32)预定。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征是，天然气至少在第一和第二 活塞压缩机(11，12)中被无油压缩。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其特征是，天然气在一个压缩级(9， 10，13，14)后被冷却。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其特征是，所有活塞压缩机(11，12， 15)被一个共同的曲轴(17a)驱动。
19.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其特征是，该迷宫密封式活塞压缩机 (11，12)被第一共同曲轴(17a)驱动，该活塞环密封式活塞压缩机(15)被第二共同曲轴驱动。
20.根据权利要求11至19中任一项所述的方法，其特征是，被压缩的天然气的一部分 被点燃或又被液化。
21.根据权利要求12至20中任一项所述的方法，其特征是，在第一和第二压缩级(9， 10)之间，中间冷却器(31)被接通或断开。
全文摘要
一种制备天然气燃料的装置(1)包括压缩机(2)，该压缩机具有用于天然气流(4)的入口(3)和出口(7)，入口(3)能与LNG储罐(5)流通连接，以便从LNG储罐(5)输送出蒸发气(6)，出口(7)能与天然气供应管路(8)流通连接，其中，该压缩机包括第一压缩级和后面的第二压缩级(9，10)，第一和第二压缩级(9，10)以迷宫密封式活塞压缩机(11，12)或活塞环密封式活塞压缩机(15)的形式构成，第一压缩级(9)的活塞直径大于第二活塞压缩机(10)的活塞直径，该压缩机(2)在后面包括至少一个第三压缩级(13，14)，该第三压缩级以活塞环密封式活塞压缩机(15)或迷宫密封式活塞压缩机(11，12)的形式构成。
文档编号F17C9/02GK101970291SQ200980108614
公开日2011年2月9日 申请日期2009年3月10日 优先权日2008年3月10日
发明者B·费祖力 申请人:伯克哈特压缩机股份公司