本发明涉及往复式压缩机组。
背景技术:
1、近年,考虑环境而正在研究将氢用作发电及汽车等的燃料,进而氢的需求正在增大。另外,通过压缩机进行将液化天然气(lng)、液化氢(lh2)等低温的蒸发气体(boil-offgas,bog)回收并且供应到发动机等需求端。尤其是lh2所产生的蒸发气体非常低温。因此,若采用让压缩机直接吸入蒸发气体的形态,会受到如下等限制:需要选择适合极低温的材料;采用考虑了热变形量的设计条件;或者,需要实施严格的绝热处理。
2、另外,在下述专利文献1中,指出了下面那样的问题。“近年,氢作为新的能源而受注目。被设想:氢在被用作能源的情况下,也如天然气那样以液化状态进行储存和输送。然而,氢具有液化温度低于空气的液化温度这一特性。因此,若将以天然气等为对象的往复移动式压缩机等设备直接适用于氢,则有可能产生因极低温的液化氢而起的不良情况。例如,导致在供应液化氢的装置周边产生液化空气。”
3、对此,在下述专利文献1中作出了如下说明:“该往复移动式压缩机在容器部收容有压缩气体的压缩部。而且,该容器部在压缩部的周边形成真空区域。于是,压缩部基于真空区域而与外部区域绝热。也就是说,即使在极低温的气体被提供到压缩部的情况下,往复移动式压缩机的周边区域也不会被过度冷却。因此能够抑制液化空气的产生”。
4、然而,一般情况下,对于伴随运转中的振动的动力机械或必需通过检查开口部来进行定期维护的设备(例如往复移动式压缩机等)等而言,实现高性能的绝热非常难。
5、在下述专利文献2、3中,以螺杆压缩机为对象而提出了利用预热器来调整吸入气体的温度的技术。此外,在下述专利文献4中,公开了一种往复式压缩机,并且示出了一种让被吸入压缩部之前的蒸发气体与从压缩部输出后的蒸发气体进行热交换的热交换器。然而,由于该热交换器是用于将被压缩部压缩后的蒸发气体再液化的热交换器,因此由配置在压缩部下游的冷却器冷却的蒸发气体被导入热交换器。
6、另一方面,在下述专利文献5中指出了如下那样的问题:“以往,在通过低温气体多段压缩机将在lng低温储罐内所蒸发的bog(蒸发气体)压缩并供应到工厂设备的情况下,bog的温度易于在从零下一百多度至常温这样宽阔的范围变动,尤其是在多段压缩机刚启动后,吸入侧温度会升温至接近常温,如果就这样进行压缩,则输出温度会成为允许温度以上的温度,从而无法运转”。
7、就液化氢而言,由于其沸点低于lng,因此其所产生的问题有可能比专利文献5中所揭示的问题更为严重。就处理液化氢的蒸发气体的往复式压缩机而言,其必需适应从极低温状态至常温的宽阔的温度范围。
8、现有技术文献
9、专利文献
10、专利文献1:日本专利公开公报特开2020-172870号
11、专利文献2:日本专利公报第7085079号
12、专利文献3:日本专利公开公报特开2001-65795号
13、专利文献4:日本专利公开公报特开2019-27590号
14、专利文献5:日本专利公开公报特开平4-12178号
技术实现思路
1、本发明的目的在于:针对处理液化氢的蒸发气体的往复式压缩机组,恰当地保护其构成设备,以使其免受蒸发气体的宽广的温度变化的影响。
2、本发明一个方面涉及一种压缩机组,其是往复式压缩机组,从液化氢储存槽回收蒸发气体亦即氢气,并且将该氢气的至少一部分供应到包含发动机、发电设备及锅炉中的至少一者的需求端。并且,所述一个方面所涉及的压缩机组包括:多个压缩段、曲柄机构、冷却部、第1切换单元、回流部、第1温度传感器、第2温度传感器、以及控制部。
3、所述多个压缩段压缩从吸入流道吸入的氢气。所述曲柄机构驱动所述多个压缩段。所述冷却部被设置在所述多个压缩段之间的中间流道。所述第1切换单元切换往所述冷却部的氢气的流入状态。所述回流部包含回流流道和回流阀,所述回流流道使被输出到所述多个压缩段的输出侧的输出流道后的氢气、或者在所述中间流道中流通的氢气返回到所述吸入流道,所述回流阀在所述回流流道调整回流量。所述第1温度传感器被配置在所述中间流道。所述第2温度传感器被配置在所述吸入流道中所述回流流道的连接部与所述多个压缩段中的最前1个段的第1压缩段之间。所述控制部控制所述第1切换单元和所述回流阀的各者。
4、在所述一个方面所涉及的压缩机组中,所述第1压缩段和所述多个压缩段中的所述第1压缩段以外的后续压缩段的各者包括:缸部、活塞、活塞杆、以及杆密封件。所述活塞杆将所述活塞连接于所述曲柄机构。所述杆密封件将所述活塞杆和所述缸部之间密封。
5、所述第1压缩段是风冷式且无供油式的压缩段。
6、所述控制部对于所述第1切换单元和所述回流阀执行如下控制。
7、所述控制部在启动期间且在由所述第1温度传感器获取的温度ts1为比0℃大的指定的第1温度阈值t1以上的情况下,以成为第1切换状态的方式控制所述第1切换单元。所述第1切换状态是让从所述第1压缩段输出的氢气流通到所述冷却部并且由该冷却部冷却的状态。
8、所述控制部在由所述第1温度传感器获取的温度ts1为小于所述第1温度阈值t1的情况下,以成为第2切换状态的方式控制所述第1切换单元。第2切换状态是将氢气不经由所述冷却部且被送到相对于设置该冷却部的部位而位于下游侧的压缩段的状态。
9、所述控制部在所述第1切换单元处于所述第2切换状态的情况下,参照由所述第2温度传感器获取的吸入温度ts2来控制所述回流阀,使得所述吸入温度ts2落入在预先决定的温度范围内。
10、在所述一个方面所涉及的压缩机组中,所述预先决定的温度范围被设定在比基于空气的液化温度的基准温度高且小于0℃的范围。
1.一种压缩机组,其特征是如下的往复式压缩机组:
2.根据权利要求1所述的压缩机组,其特征在于还包括:
3.根据权利要求1所述的压缩机组,其特征在于还包括:
4.根据权利要求1所述的压缩机组,其特征在于还包括:
5.根据权利要求1所述的压缩机组,其特征在于,
6.根据权利要求4或5所述的压缩机组,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的压缩机组,其特征在于,
8.根据权利要求4或5所述的压缩机组,其特征在于,
9.根据权利要求1所述的压缩机组,其特征在于,