Компресорна установка для стиснення водню

Компресорна установка для стиснення водню, що містить принаймні два генератори-сорбери, заповнених оборотною гідридоутворювальною речовиною, що поперемінно нагрівається і охолоджується за допомогою відповідних рідинних теплообмінників, оснащена нагнітачами, електромагнітними клапанами, електромагнітними клапанами з соплами, блоком управління та датчиком наяв ності загоряння, як теплоносій і холодоагент використовуть фреон, електромагнітні клапани та нагнітачі встановлені в лініях подачі теплоносія і холодоагента від нагрівника та охолоджувача відповідно, датчик наявності загоряння та електромагнітні клапани з соплами встановлені у зоні генераторів-сорберів, входи і виходи теплообмінників з'єднані через відповідні електромагнітні клапани з нагрівником і охолоджувачем, причому електромагнітні клапани, електромагнітні клапани з соплами та вихід датчика наявності загоряння підключено до блока управління, яка відрізняється тим, що установку додатково оснащено трубопроводом з клапанами, причому трубопровід з'єднаний з генераторами-сорберами через клапани, які розташовані паралельно і зустрічно. Корисна модель відноситься до області машинобудування, а саме, до компресорних установок, що використовують для стиску газу сорбц/йні цикли. Відома компресорна установка [1], що містить генератори-сорбери, заповнені гідридоутворюючими речовинами типу FeTiHx, здатними виділяти водень при нагріванні електронагрівником і поглинати водень при охолодженні, що здійснюється за допомогою рідинного теплообмінника. Недоліком компресорної установки, є можливість загоряння газу при порушенні цілісності генератора-сорбера чи газотрубопровідної арматури пов'язаного, наприклад зі збільшенням тиску. Найбільш близькою по технічній сутності є компресорна установка для стиснення водню [2]. Вона містить генератори-сорбери, заповнені оборотними гідридоутворюючими речовинами, які здатні поглинати водень при охолодженні і виділяти його при нагріванні. У даному пристрої охолодження та нагрівання гідридоутворюючої речовини TiFeHx також здійснюється за допомогою рідинного теплоносія, в якості якого використовується фреон. Недоліком компресорної установки, обраної у вигляді прототипу, є низька захищеність генераторів-сорберів від надлишкового тиску, пов'язаного з виникненням аварійної ситуації. Це може привести до порушення герметичності газової частини компресорної установки та загоряння або вибуху водню. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення пожежовибухонебезпеки компресорної установки для стиску водню за рахунок зниження тиску у генераторі-сорбері в процесі десорбції воДНЮ. Поставлена мета досягається за рахунок того, що в компресорній установці для стиснення водню, що містить, принаймні, два генераторасорбера, заповнених оборотною гідридоутворюючою речовиною, що поперемінне нагрівається і охолоджується за допомогою відповідних рідинних теплообмінників, споряджена нагнітачами, електромагнітними клапанами, електромагнітними клапанами з соплами, блоком управління та датчиком наявності загоряння, у якості теплоносія і холодоагента використовується фреон, електромагнітні клапани та нагнітачі встановлені в лініях подачі теплоносія і холодоагенту від нагрівника та охолоджувача відповідно, датчик наявності загоряння та електромагнітні клапани з соплами встановлені у зоні генераторів-сорберів, входи і виходи теплообмінників з'єднані через відповідні електромагнітні клапани з нагрівником і охолоджувачем, причо СО ST 9561 му електромагнітні клапани, електромагнітні клапани з соплами та вихід датчика наявності загоряння підключено до блоку управління, згідно корисної моделі, установку додатково споряджено трубопроводом з клапанами, причому трубопровід з'єднаний з генераторами-сорберами через клапани, які розташовані паралельно і зустрічно, які спрацьовують (відкриваються) при наявності збиткового тиску в одному з генераторів-сорберів. Суттєвість корисної моделі пояснюється кресленням, де на фігурі представлена схема компресорної установки для стиску водню. Установка містить, принаймні, два генератора-сорбера 1, 2, заповнених інтерметалідною сполукою, наприклад TiFeHx, здатною оборотньо поглинати та виділяти водень. Генератори-сорбери 1, 2 містять відповідно теплообмінники 3 і 4, які з'єднані з лінією подачі водню 5 і лінією відводу водню 6. Теплообмінники генераторів-сорберів 3 і 4 з'єднані з лініями 7 і 8, по яких подають теплоносій та хладоагент. В якості теплоносія використовується фреон, наприклад R22 чи R12. Теплоносій подається на вхід теплообмінників 3 і 4 нагнітачем 9, з'єднаним з нагрівником 10. В свою чергу холодоагент, за допомогою нагнітача 11, подається до охолоджувача 12. Почергова подача і відвід теплоносія і холодоагенту в теплообмінники 3 і 4 здійснюється відповідно через вхідні електромагнітні клапани 13, 14 та вихідні 15,16. Електромагнітні клапани 13 і 14 встановлені на лінії підведення теплоносія 7 і лінії підведення холодоагенту 8, а клапани 15 і 16 - на лініях відводу теплоносія 17 і холодоагенту 18. Генератори-сорбери з'єднані між собою трубопроводом 23, на якому встановлені клапани 24 та 25 для зменшення тиску в разі виникнення аварійної ситуації в одному з генераторів-сорберів при десорбції водню. Почергове нагрівання та охолодження генераторів-сорберів 1 і 2 здійснюється за допомогою блоку управління 19, до якого підключені електромагнітні клапани 13,14,15,16. В зоні генераторів-сорберів 1,2 розміщенні датчик наявності загоряння 20 і електромагнітні клапани 21 і 22 із соплами, підключеними до блоку управління 19. Електромагнітні клапани 21, 22 зв'язані відповідно з лініями 7 подачі теплоносія і 8 подачі холодоагенту. Робота компресорної установки для стиску водню здійснюється таким чином: водень при низькому тиску 0,2-0,ЗМПа подається в лінію 5 усмоктування. У цей момент один з генераторівсорберів, наприклад, 1 знаходиться в режимі охолодження при якому відбувається сорбція водню, а іншої, наприклад, 2-у режимі нагрівання, що забезпечує десорбцію. Десорбція здійснюється при тиску 12-15МПа, значення якого визначається затягуванням пружини, встановленої на нагнітальному клапані (на фігурі не показаний). Для запобігання попадання водню високого тиску в лінію усмоктування установка оснащена зворотними клапанами (на фігурі не позначені). У процесі сорбції водню у генераторі-сорбері за рахунок фазового переходу водню з вільно-молекулярного стану в зв'язане, відбувається виділення і теплоти відводиться в теплообмінник 3, по якому циркулює холодоагент. При цьому електромагнітний клапан 13 включений і забезпечує подачу холодоагенту по лінії нагнітання 8 за допомогою нагнітача 11 з охолоджувача 12. Злив холодоагенту здійснюється через клапан 15 і трубопровід 18 в охолоджувач 12. Одночасно у генераторі-сорбері 2 відбувається десорбція водню з гідриду при підведенні теплоти з теплообмінника 4. При цьому електромагнітні клапани 14 і 16 включені, що забезпечує подачу і відвід теплоносія відповідно у лінії 7 і 17, що циркулює за допомогою нагнітача 9 з нагрівником 10. Після завершення процесів сорбції у генераторі-сорбері 1 і десорбції у генераторі-сорбері 2, компресорна установка готова до зворотного циклу десорбції водню з генератора-сорбера 1 і сорбції його у генераторі-сорбері 2. Блок управління 19 переключає електромагнітні клапани 13,14,15,16 на подачу теплоносія в теплообмінник 3 генератора-сорбера 1 і холодоагенти - у теплообмінник 4 генератора-сорбера 2. При цьому блок управління 19 працює в режимі програмного реле часу, принцип якого заснований на генеруванні, рахунку і подачі електромагнітних імпульсів через однакові проміжки часу для управління циклами роботи клапанів 13,14,15,16, що забезпечують почерговий нагрів й охолодження генераторів-сорберів 1 і 2. При цьому в лінію 6 нагнітача постійно подається водень високого тиску. В якості теплоносія і холодоагенту в пристрої використовується фреон R22 чи R12, яким заповнені нагрівник 10 і охолоджувач 12. При виникненні ситуації, коли тиск у одному з генераторів-сорберів в процесі десорбції водню, перевищує допустимий рівень, водень частково через з'єднувальний трубопровід 23 та клапан 24 або 25, в залежності від того, в якому з генераторів-сорберів підвищився тиск, переходить в інший генератор-сорбер, у якому відбувається процес сорбції водню. Таким чином, підвищення тиску у одному з генераторів-сорберів, яке може привести до руйнування патрону з гідридом та генерації великої кількості водню в приміщення, не відбувається завдяки елементам 23, 24 та 25, що тим самим забезпечує зниження пожежовибухонебезпечності компресорної установки. Джерела інформації 1. Пат. № 389667 СРСР, МКВ F25B15/02, 1969 Р2. Пат. № 51961 Україна, МКВ F25B15/16, 2002 р. - прототип. 9561 iS Фіг. 1 Комп'ютерна верстка Д. Дорошенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601