專利名稱：純化從冷凝器或類似設(shè)備中流出的非冷凝氣體的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種純化從冷凝器或類似設(shè)備中流出的非冷凝氣體的方法及裝置。
在蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)以及其他使用冷凝器的設(shè)備中，非冷凝氣體總會(huì)引起一些麻煩。非冷凝氣體所引起的主要問題是降低系統(tǒng)中各組份的傳熱效率，也就是說，系統(tǒng)的工作流體中所存在的非冷凝氣體會(huì)降低熱從熱源傳到蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備蒸發(fā)器中的工作流體的傳熱速率，還會(huì)降低熱從蒸汽傳遞給蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備冷凝器中的冷卻流體的速率。下面以實(shí)際工作系統(tǒng)作為例子，可以說明非冷凝氣體對(duì)動(dòng)力設(shè)備的工作所產(chǎn)生的不良影響。
將余熱加到采用異戊烷作為工作流體的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的蒸發(fā)器上，蒸發(fā)器使工作流體蒸發(fā)，并將其送至有機(jī)蒸汽輪機(jī)，以產(chǎn)生1.5MW的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。在汽輪機(jī)中，蒸汽膨脹作功，并產(chǎn)生放出了熱量的工作流體，該工作流體被送入冷凝器中。在冷凝器內(nèi)，放出了熱量的工作流體被冷凝成液體，該液體被抽回到蒸發(fā)器中，以進(jìn)行再循環(huán)。
除了在非常冷的時(shí)候以外，包括冷凝在內(nèi)的上述動(dòng)力設(shè)備的各部位的內(nèi)部壓力均高于大氣壓。然而，實(shí)驗(yàn)證明，即使在這些條件下，環(huán)境空氣仍會(huì)從金屬管道、法蘭、接頭等處泄漏到工作流體中。顯然，就是系統(tǒng)內(nèi)部的壓力高于外界壓力，空氣也會(huì)通過金屬管道和密封裝置擴(kuò)散。
工作流體中含有非冷凝氣體對(duì)動(dòng)力設(shè)備的輸出功率的影響是很大的。例如，對(duì)于需要產(chǎn)生1.5MW功率的較小系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)表明，若不對(duì)來(lái)自系統(tǒng)的非冷凝氣體不斷地進(jìn)行純化，則功率損失達(dá)10%以上，就總輸出功率而言，這是一個(gè)很大的數(shù)字。
對(duì)從上述類型動(dòng)力設(shè)備中的冷凝器中流出的非冷凝氣體進(jìn)行純化通常所采用的方法是用一臺(tái)真空泵裝置將冷凝器中的流體(已蒸發(fā)的工作流體和非冷凝氣體)抽入冷卻室。結(jié)果，工作流體在一個(gè)微型冷凝器中被冷凝，并在冷凝的工作流體返回系統(tǒng)以前與從冷卻室排出的非冷凝氣體分離開來(lái)。
盡管這種方法在某些情況下是令人滿意的，但在許多情況下，因?yàn)橐紤]能量損耗，而且在建立和維持真空時(shí)需要復(fù)雜的裝備，所以這種方法并不盡如人意。另外，傳統(tǒng)方法對(duì)許多需要連續(xù)工作的動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)中的非冷凝氣體的總量并不敏感，而且這種系統(tǒng)本身在許多情況下也存在缺點(diǎn)。此外，實(shí)驗(yàn)證明，分離非冷凝氣體要求純化系統(tǒng)工作時(shí)間很長(zhǎng)，因?yàn)榉抢淠龤怏w常常溶解在工作流體中，它們?cè)诤屠淠飨嗦?lián)的純化系統(tǒng)中只能緩慢地析出和分離，所以，常常需要純化系統(tǒng)不停地工作，以保證除去這些氣體。對(duì)冷卻室內(nèi)的流體進(jìn)行冷卻時(shí)，雖然絕大部份工作流體被冷凝并返回到系統(tǒng)中去，但也有很大一部分工作流體呈蒸汽形式，在真空泵的作用下，它們與非冷凝氣體一道被抽出。對(duì)系統(tǒng)而言，這一部份工作流體就損失掉了。
因此，本發(fā)明的目的是要提供一種新的、有所改進(jìn)的純化來(lái)自冷凝器的非冷凝氣體的方法和裝置，這種方法和裝置較已知的其它系統(tǒng)更有效，更易進(jìn)行控制和操作，對(duì)系統(tǒng)中存在的非冷凝氣體的實(shí)際量更為敏感，而且可以有效地將系統(tǒng)中工作流體的損失大體上降至最小。
根據(jù)本發(fā)明，純化來(lái)自冷凝器或可以存放已蒸發(fā)的工作流體的其它類似設(shè)備中的非冷凝氣體的裝置包括一個(gè)腔室和一個(gè)閥，該閥處于打開狀態(tài)時(shí)，冷凝器與上述腔室相通，該閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，冷凝器與腔室隔斷;一個(gè)部件與腔室相聯(lián)，當(dāng)上述閥關(guān)閉時(shí)，該部件可以有效地冷凝腔室中的工作流體，從而將腔室中的工作流體與非冷凝氣體分離開來(lái);與腔室相聯(lián)的可選擇地控制的出口可以在上述閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)使腔室放空。當(dāng)腔室中沒有非冷凝氣體時(shí)，與出口相連的泄壓閥基本上可防止工作流體從系統(tǒng)中排放出去。
所以，按照本發(fā)明的裝置可以從冷凝器中提取既含有已蒸發(fā)的工作流體又含有非冷凝氣體的流體。將從冷凝器中提取的流體增壓，從而使工作流體液化，并使該工作流體與非冷凝氣體分開，這樣，系統(tǒng)中被純化的工作流體的損失基本上可以防止，或者可以降到最小。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，其中

圖1為采用有機(jī)工作流體的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備的方框圖，該圖概略地說明了本發(fā)明用于動(dòng)力設(shè)備的情況;
圖2為局部剖視的示意圖，它示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的局部斷開部分;
圖3為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。
參照附圖，標(biāo)號(hào)10為根據(jù)本發(fā)明的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，在該設(shè)備中，純化系統(tǒng)22用來(lái)純化從該動(dòng)力設(shè)備的冷凝器中出來(lái)的非冷凝氣體。動(dòng)力設(shè)備10有一個(gè)蒸發(fā)器12，熱被加到該蒸發(fā)器上，以便使諸如有機(jī)液體(例如異戊烷，或其他碳?xì)浠衔铮螓u代碳?xì)浠衔?之類的工作液體蒸發(fā)。熱可以是工業(yè)過程中的余熱;自然資源中所含的熱，例如地?zé)崃黧w;也可以是天然燃料或人造燃料燃燒的熱。
將蒸發(fā)器12所生成的已蒸發(fā)工作流體送入有機(jī)蒸汽輪機(jī)14中，在該汽輪機(jī)中，已蒸發(fā)的工作流體膨脹做功，并成為放出了熱的工作流體，以輸送到冷凝器16中。由汽輪機(jī)產(chǎn)生的功驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)18，該發(fā)電機(jī)再將電能輸送給電網(wǎng)(未示出)。為了在整個(gè)工作期間獲得最大的額定功率，而保養(yǎng)次數(shù)最少，常規(guī)系統(tǒng)往往需要汽輪機(jī)-發(fā)電機(jī)組14/18。冷凝器16中的消耗了熱的工作流體由空氣或冷卻水進(jìn)行冷卻，并被冷凝成液體，再由泵20送回到蒸發(fā)器12中進(jìn)行再循環(huán)。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在輸入的熱量一定以及環(huán)境溫度固定的條件下，電能減少的一個(gè)原因是由于在冷凝器以及系統(tǒng)的其他地方出現(xiàn)了非冷凝氣體。這種非冷凝氣體的出現(xiàn)會(huì)使動(dòng)力設(shè)備中各個(gè)熱交換器的傳熱系數(shù)降低，從而使輸出的電能減少到期望值以下。
為使動(dòng)力設(shè)備10輸出的電能基本保持在期望的數(shù)值，根據(jù)本發(fā)明，純化系統(tǒng)22按下面描述的方法通過從冷凝器中提取流體進(jìn)行工作。這種流體是放出了熱的已蒸發(fā)的工作流體和非冷凝氣體的混合物，在外部壓縮該流體，使工作流體液化，并與非冷凝氣體分離開來(lái)。
將液化了的工作流體送回到冷凝器中，而將非冷凝氣體排放掉。最好根據(jù)一組控制信號(hào)使這種操作周期性地進(jìn)行，例如每20分鐘進(jìn)行一次，以基本使非冷凝氣體純化，并將動(dòng)力設(shè)備大體維持在其功率級(jí)上。此外，這種運(yùn)行也可以在用以監(jiān)視發(fā)電機(jī)18功率級(jí)的監(jiān)視器(未示出)測(cè)出其功率輸出恢復(fù)到其指定值時(shí)中止，也就是說，直至系統(tǒng)中的非冷凝氣體量減少到使動(dòng)力設(shè)備的效率受其影響最小為止。
圖2示出了本發(fā)明的純化系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，該純化系統(tǒng)用標(biāo)號(hào)30表示。系統(tǒng)30包括一個(gè)限定變?nèi)莘e腔室32的殼體31、閥33以及一個(gè)控制純化系統(tǒng)運(yùn)行的控制單元59，閥33處于打開狀態(tài)時(shí)，冷凝器16A和腔室32相通，該閥關(guān)閉時(shí)，冷凝器和腔室隔斷。閥的狀態(tài)由施加在其上的控制信號(hào)的特征確定。
系統(tǒng)30還包括與腔室有關(guān)聯(lián)的裝置，該裝置稱之為活塞組件34。根據(jù)下面描述的方法，當(dāng)閥33處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，活塞組件可以有效地使腔室里的工作流體冷凝，從而使腔室里的工作流體和非冷凝氣體分離開。一旦分離完成，通過一個(gè)控制信號(hào)將閥35關(guān)閉，并將非冷凝氣體排出，在排放非冷凝氣體期間，閥33保持關(guān)閉。
組件34為雙端活塞，它有一個(gè)由活塞桿連接到上活塞37的下活塞36，該活塞桿穿過橫向壁40中的密封套39，橫向壁把殼體31的內(nèi)部分成上氣缸41和下氣缸42。周邊帶有O型密封圈43的活塞37在上氣缸41中滑動(dòng)，而周邊帶有O型密封圈43A的活塞36在下氣缸42中滑動(dòng)，下氣缸包括變?nèi)莘e腔室32，該腔室的容積由活塞36的運(yùn)動(dòng)確定，活塞36的運(yùn)動(dòng)由操作空氣閥45、46或閥44，46A和47來(lái)控制，這些將在下面進(jìn)行描述。
活塞36下部自由端有一個(gè)套形杯狀延伸部分48，該套的自由邊49對(duì)著殼體31的封閉底端50。當(dāng)活塞36到達(dá)其行程極限時(shí)，邊49嵌于置于底端50中的環(huán)形密封圈51中，由此將由套48限定的區(qū)域52根據(jù)下面解釋的道理與腔室32的其它部份密封隔離。
限定腔室32的內(nèi)壁是逐漸變細(xì)的，其交匯處在端部50的密封圈51的附近。這一部分壁帶有用于冷卻腔室32內(nèi)的東西的裝置，實(shí)現(xiàn)這一目的的較好方法是在該端嵌入通冷卻水的冷卻盤管53。最后用出口管道54通過泄壓閥44和控制閥35把腔室32連到殼體的外部。
在運(yùn)行中，控制單元59產(chǎn)生一系列程序控制信號(hào)，這些信號(hào)作用到處于靜止?fàn)顟B(tài)的閥33、35和44-47，其中閥33以及閥46，46A均關(guān)閉，而組件34處于圖2所示的位置。開始，這些控制信號(hào)有效地使殼體中的活塞組件上升，以便把冷凝器中的流體吸入到腔室32中，接著進(jìn)一步使冷凝器中的流體流入腔室，以在腔室中收集流體，然后活塞下降，壓縮收集的流體，這樣，腔室32中的已蒸發(fā)的工作流體被冷凝，并使這些流體與非冷凝氣體分離，然后，將非冷凝氣體從腔室中排放出去。
為此，控制信號(hào)將閥33打開，并將閥35關(guān)閉，因此冷凝器16A的內(nèi)部與腔室33相連通，此時(shí)，腔室的體積最小。然后，閥46打開，氣源56的壓縮空氣進(jìn)入活塞37與壁40之間的空間所確定的腔57中。同時(shí)，打開閥44和閥47，結(jié)果，壓縮空氣促使活塞36和37向上移動(dòng)，腔室32體積變大，腔室中的壓力下降，流體從冷凝器通過打開的閥33吸入腔室中。這種流體是冷凝器中放出了熱量的工作流體和冷凝器中的非冷凝氣體的混合物。
當(dāng)活塞組件到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，腔室32的容積最大，流體從冷凝器連續(xù)流到該腔室，由于冷卻盤管53中有冷卻水，腔室中的已蒸發(fā)的工作流體被冷凝。由于非冷凝氣體比已蒸發(fā)的工作流體輕，所以生成的冷凝物就滴回到冷凝器16A中，而來(lái)自冷凝器16A的非冷凝氣體繼續(xù)收集在腔室32中。接著閥33、46A、44以及47關(guān)閉，流體收集在腔室32中。然后，控制單元59發(fā)出控制信號(hào)，活塞組件向下移動(dòng)。閥46打開，氣源56的壓縮空氣進(jìn)入腔室42和58。同時(shí)，閥45打開，這樣，收集在腔室32中的流體被壓縮，腔室的容積減到最小值。結(jié)果，由于在冷卻盤管53中流動(dòng)的冷卻水的冷卻，腔室32中的工作流體冷凝成液體。
如圖2所示，密封圈51和套48的自由邊49一起用以把冷凝工作流體收集在活塞36的杯形延伸部份中，因而非冷凝氣體就與冷凝的工作流體分離開，并且，非冷凝氣體收集在圍繞套48的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。此時(shí)，控制信號(hào)使閥35打開，以排空圍繞套48的環(huán)形區(qū)域，把非冷凝氣體排放掉，而已蒸發(fā)的工作流體保持在腔室32中，控制信號(hào)還使閥33打開，以使液化了的工作流體返回到冷凝器中。然后，閥35和33關(guān)閉，循環(huán)周期性地重復(fù)。在沒有非冷凝氣體收集或存在于腔室32中時(shí)，活塞36向下運(yùn)動(dòng)，并不會(huì)產(chǎn)生壓力。工作壓力被調(diào)節(jié)成稍高于冷凝器壓力的泄壓閥55將不打開，因此，在預(yù)定的所要求的時(shí)間范圍內(nèi)，來(lái)自系統(tǒng)的工作流體不會(huì)被排放掉。
本發(fā)明較佳的實(shí)施例用圖3中的標(biāo)號(hào)60表示。系統(tǒng)60和系統(tǒng)30的主要區(qū)別是省掉了套48和它的密封圈51，而在閥33和系統(tǒng)之間安裝了罐61。在系統(tǒng)60中，罐61和系統(tǒng)60之間有一常開閥62。
系統(tǒng)60的運(yùn)行情況與系統(tǒng)30基本相同，不同的是，在系統(tǒng)60中用罐61將腔室32中的冷凝工作流體與非冷凝氣體分離開，也就是說，在系統(tǒng)60中，組件34A向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于在組件的壓縮行程內(nèi)閥62是打開的，所形成的已冷卻的液態(tài)工作流體就流進(jìn)罐61中。當(dāng)壓縮行程結(jié)束時(shí)，閥62關(guān)閉，閥33打開，以便把罐61中的工作流體放進(jìn)冷凝器中。
根據(jù)本發(fā)明，正如圖所示，最好純化裝置安裝在冷凝器的正上方，這樣，冷凝的工作流體就可以在其重力作用下返回到冷凝器中，也可以使較輕的非冷凝氣體向上流入純化裝置中。當(dāng)工作流體為有機(jī)工作流體時(shí)，非冷凝氣體就比工作流體輕。但是，如果用泵把冷凝的工作流體抽回到冷凝器中，則純化裝置也可以位于冷凝器的下方。此外，本發(fā)明也適用于非冷凝氣體比工作流體重的純化系統(tǒng)，例如，以水或水蒸汽作為工作流體的純化系統(tǒng)。
雖然圖2所示的實(shí)施例采用了5個(gè)獨(dú)立的空氣操作閥(即閥44-47)，但是也可用一個(gè)四通閥代替它們，該四通閥為三位置(上-下-中)、雙工作(兩個(gè)電磁線圈、簧片、中位復(fù)原)閥。
盡管本發(fā)明上面的描述是與蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備相聯(lián)系的，但是本發(fā)明也適用于任何具有冷凝器、而其中的非冷凝氣體是不好解決的難題的系統(tǒng)。本發(fā)明適用于其他系統(tǒng)的例子是空調(diào)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)。
在本發(fā)明所用的實(shí)施例中，當(dāng)氣源56的空氣壓力約為7個(gè)大氣壓(高于大氣壓)時(shí)，腔室32的最大容積與最小容積之比為1∶7，這樣，可以在冷凝器的工作壓力高于大氣壓約1.5個(gè)大氣壓的條件下，將非冷凝氣體從冷凝器中排出。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)純化器的工作周期為10分鐘時(shí)，純化裝置可維持冷凝器的工作壓力。
本發(fā)明的方法和裝置所具有的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)后的效果從本發(fā)明上述較佳實(shí)施例的描述中可以很清楚地看出來(lái)。在不超出所附的權(quán)利要求書所述的發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)可作種種改動(dòng)和變換。
權(quán)利要求
1.對(duì)從含有已蒸發(fā)的工作流體的冷凝器或類似設(shè)備中流出的非冷凝氣體進(jìn)行純化的裝置，該裝置包括a)一個(gè)腔室；b)一個(gè)在打開狀態(tài)時(shí)冷凝器和上述腔室相通、而在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，冷凝器和上述腔室隔斷的閥；c)與上述腔室相聯(lián)系的裝置，該裝置在上述閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)能有效地冷凝腔室中的工作流體，從而將腔室中的工作流體和非冷凝氣體分離開來(lái)；d)當(dāng)上述閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)排空上述腔室的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中上述與腔室相聯(lián)系的裝置包括當(dāng)上述閥打開時(shí)，使冷凝器中的流體流入上述腔室、而上述閥關(guān)閉時(shí)，對(duì)腔室中的流體進(jìn)行壓縮的操作裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中上述與腔室相聯(lián)系的裝置包括當(dāng)流體被壓縮時(shí)，冷卻腔室中液體的冷卻裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中上述操作裝置包括一個(gè)可在上述腔室中兩個(gè)限定最大容積和最小容積的軸向位置之間移動(dòng)的活塞;一個(gè)使上述活塞在兩個(gè)軸向位置間進(jìn)行移動(dòng)的活塞操縱器;以及一個(gè)控制系統(tǒng)，當(dāng)上述閥打開時(shí)，該控制系統(tǒng)控制活塞操縱器，使活塞移動(dòng)到形成最大容積的軸向位置，而在閥關(guān)閉時(shí)，該控制系統(tǒng)控制活塞操縱器，使活塞移動(dòng)到形成最小容積的軸向位置，從而將工作流體和非冷凝氣體壓縮到最小體積，并使工作流體液化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，還包括將冷凝成液態(tài)的工作流體和非冷凝氣體分離開的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述的分離裝置包括一個(gè)在活塞上的杯形件，該部件有一個(gè)朝著腔室封裝端的自由端，該部件形成一個(gè)區(qū)域，當(dāng)活塞移動(dòng)到使腔室為最小容積的軸向位置時(shí)，被液化的工作流體收集在該區(qū)域中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中腔室的封閉端有一個(gè)密封圈，當(dāng)活塞移動(dòng)到使腔室為最小容積的軸向位置時(shí)，該密封圈與部件的自由端接觸并與其密配，從而使上述區(qū)域與腔室最小容積的其余部份隔離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述操作裝置包括一個(gè)與上述第一活塞剛性連接的第二活塞，上述活塞操縱器含有使活塞在腔室中移動(dòng)的壓縮空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中上述分離裝置包括一個(gè)安裝在上述閥和腔室之間的罐，以及一個(gè)使罐和腔室相連的常開閥。
10.一個(gè)蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，它包括a)一個(gè)使有機(jī)工作流體蒸發(fā)，并生成已蒸發(fā)的工作流體的蒸發(fā)器;b)一個(gè)根據(jù)蒸發(fā)器所產(chǎn)生的已蒸發(fā)工作流體而工作的汽輪機(jī)，用以作功，并生成放出了熱量的工作流體;c)一個(gè)根據(jù)放出了熱的工作流體而工作的冷凝器，以便將放出了熱的工作流體冷凝成液體，使該液體流回蒸發(fā)器;d)用于純化來(lái)自上述冷凝器的非冷凝氣體的裝置，上述裝置包括(1)一個(gè)腔室;(2)一個(gè)在打開狀態(tài)時(shí)冷凝器與上述腔室相通、而在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)冷凝器與上述腔室隔斷的閥;(3)與上述腔室相聯(lián)系的裝置，該裝置在上述閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)能有效地冷凝腔室中的工作流體，從而將腔室中的工作流體和非冷凝氣體分離開來(lái);(4)當(dāng)上述閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，排空上述腔室的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其中上述與腔室相聯(lián)系的裝置包括當(dāng)上述閥打開時(shí)，使冷凝器中的流體流入上述腔室、而上述閥關(guān)閉時(shí)，對(duì)腔室中的流體進(jìn)行壓縮的操作裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其中所述與腔室相聯(lián)系的裝置包括用以冷卻腔室中流體的冷卻裝置，從而液化與非冷凝氣體分離開了的工作流體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其中上述操作裝置包括一個(gè)可在上述腔室中兩個(gè)限定最大容積和最小容積的軸向位置之間移動(dòng)的活塞;一個(gè)使上述活塞在兩個(gè)軸向位置間進(jìn)行移動(dòng)的活塞操縱器;以及一個(gè)控制系統(tǒng)，當(dāng)上述閥打開時(shí)，該控制系統(tǒng)控制活塞操縱器，使活塞移動(dòng)形成最大容積的軸向位置，而在閥關(guān)閉時(shí)，該控制系統(tǒng)控制活塞操縱器，使活塞移動(dòng)到形成最小容積的軸向位置，從而將工作流體和非冷凝氣體壓縮到最小體積，并使工作流體液化。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，還包括將冷凝成液態(tài)的工作流體和非冷凝氣體分離開來(lái)的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其中所述的分離裝置包括一個(gè)在活塞上的杯形件，該部件有一個(gè)朝著腔室封閉端的自由端開口，該部件形成一個(gè)區(qū)域，當(dāng)活塞移動(dòng)到使腔室為最小容積的軸向位置時(shí)，被液化的工作流體收集在該區(qū)域中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其中腔室的封閉端有一個(gè)密封圈，當(dāng)活塞移動(dòng)到使腔室為最小容積的軸向位置時(shí)，該密封圈與部件的自由端接觸并與其密配，從而使上述區(qū)域與腔室最小容積的其余部分隔離。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其中所述操作裝置包括一個(gè)與上述第一活塞剛性連接的第二活塞，上述活塞操縱器含有使活塞在腔室中移動(dòng)的壓縮空氣。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其中上述分離裝置包括一個(gè)安裝在上述閥和腔室之間的罐，以及一個(gè)使罐和腔室相連的常開閥。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備，其中罐和腔室位于冷凝器的正上方，以便在閥打開時(shí)，液態(tài)工作流體能流回到冷凝器中。
20.一種用于對(duì)冷凝器中含有已蒸發(fā)的工作流體和非冷凝氣體的流體進(jìn)行處理的方法，該方法具有如下步驟a)從冷凝器中提取流體;b)壓縮上述流體，使工作流體液化，從而使工作流體與非冷凝氣體分離開來(lái)。
21.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，該裝置包括一個(gè)排放非冷凝氣體的排放裝置，和一個(gè)與上述排放裝置相連的泄壓閥，以便大體上避免將工作流體排放出去。
22.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述最大容積和最小容積之比約為1∶7。
23.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中上述工作流體是一種有機(jī)流體。
24.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中上述腔室位于冷凝器的正上方，使得閥打開時(shí)液態(tài)工作流體能返回到冷凝器中。
25.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中上述罐和腔室位于冷凝器的正上方，使得閥打開時(shí)液態(tài)工作流體能返回到冷凝器中。
26.對(duì)從含有已蒸發(fā)的工作流體的冷凝器或類似設(shè)備中流出的非冷凝氣體進(jìn)行純化的裝置，該裝置包括a)一個(gè)腔室;b)一個(gè)在打開狀態(tài)時(shí)冷凝器和上述腔室相通、而在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，冷凝器和上述腔室隔斷的閥;c)與上述腔室相聯(lián)系的裝置，該裝置在上述閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)能有效地冷凝腔室中的工作流體，從而將腔室中的工作流體和非冷凝氣體分離開來(lái)，上述裝置包括用以冷卻腔室中流體的冷卻裝置;以及處于腔室中的活塞狀的操作裝置，在閥打開時(shí)，該操作裝置可以使冷凝器中的工作流體流入所述腔室中，而在閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，該操作裝置可以壓縮腔室中的流體;一個(gè)可以使活塞在兩個(gè)限定最大容積和最小容積的軸向位置之間移動(dòng)的活塞操縱器;以及一個(gè)控制系統(tǒng)，當(dāng)閥打開時(shí)，該控制系統(tǒng)控制活塞操縱器，使活塞移動(dòng)到形成最大容積的軸向位置，而在閥關(guān)閉時(shí)，該控制系統(tǒng)控制活塞操縱器，使活塞移動(dòng)到形成最小容積的軸向位置，從而將工作流體和非冷凝氣體壓縮到最小體積，并使工作流體液化;以及d)當(dāng)上述閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)排空上述腔室的裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，還包括將冷凝成液體的工作流體與非冷凝氣體分離的裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中上述分離裝置包括一個(gè)置于上述閥和腔室之間的罐，以及一個(gè)使罐和冷凝器相連的常開閥。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其中上述罐和腔室位于冷凝器的正上方，使得閥打開時(shí)，液態(tài)工作流體能返回到冷凝器中。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中上述工作流體是一種有機(jī)流體。
31.純化來(lái)自冷凝器或類似設(shè)備的非冷凝氣體的裝置，基本上如前面所描述的那樣，并參照附圖。
32.一種蘭金循環(huán)動(dòng)力設(shè)備基本上如上所述，并參照附圖。
33.一種純化從冷凝器或類似設(shè)備流出的非冷凝氣體的方法，大體上如上所述，并參照附圖。
全文摘要
通過從冷凝器中提取流體、壓縮上述流體以使已蒸發(fā)的工作流體液化，從而把非冷凝氣體與工作流體分離開、并使非冷凝氣體從提取的工作流體中排放出去，從而可對(duì)含有已蒸發(fā)工作流體和非冷凝氣體的冷凝器流體進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)F01K9/00GK1053117SQ9010680
公開日1991年7月17日 申請(qǐng)日期1990年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月29日
發(fā)明者沙爾蒙·哈雷爾 申請(qǐng)人:奧馬蒂系統(tǒng)公司