(19) |
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(11) |
EP 0 990 464 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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12.03.2003 Patentblatt 2003/11 |
(22) |
Anmeldetag: 28.09.1998 |
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(54) |
Strahlpumpe zur Kompression eines zweiphasigen Gemisches mittels Überschallströmung
Jet pump for compression of a two phase mixture by means of supersonic flow
Pompe à jet pour la compression d'un mélange biphasé par écoulement supersonique
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE FR GB LI SE |
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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05.04.2000 Patentblatt 2000/14 |
(73) |
Patentinhaber: ALSTOM (Switzerland) Ltd |
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5401 Baden (CH) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Döbbeling, Klaus, Dr.
5210 Windisch (CH)
- Paikert, Bettina, Dr.
5452 Oberrohrdorf (CH)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 155 024 WO-A-93/16791 DE-C- 870 208 GB-A- 327 051
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WO-A-90/05583 DE-C- 339 906 GB-A- 169 683 US-A- 3 134 338
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kompressortechnik. Sie
betrifft ein Verfahren zum komprimieren eines Gases sowie eine Kompressionsvorrichtung
zum Durchführen des Verfahrens.
STAND DER TECHNIK
[0002] Im Stand der Technik (siehe z.B. die Druckschrift US-A-5,083,429) ist bereits verschiedentlich
vorgeschlagen worden, ein strömendes gasförmiges Medium dadurch zu komprimieren, dass
es in einer geeigneten Vorrichtung (Kompressionsrohr) zunächst auf Ueberschallgeschwindigkeit
beschleunigt und anschliessend unter Erzeugung von Schockwellen und anschliessender
Druckerhöhung wieder abgebremst wird. Die bei der Kompression entstehende Wärme kann
dabei beispielsweise durch Eindüsen von Wasser in den entsprechenden Rohrabschnitt
abgeführt werden. Nachteilig bei dieser Art der Kompression ist, dass die Schallgeschwindigkeit
des gasförmigen Mediums (z.B. Luft) in der Regel relativ hoch ist, und dass daher
einiger Aufwand betrieben werden muss, um den Gasstrom auf Ueberschallgeschwindigkeit
zu bringen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0003] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Kompression
eines gasförmigen Mediums anzugeben, welche mit einer deutlich reduzierten Schallgeschwindigkeit
arbeiten und daher mit reduziertem Aufwand verwirklicht werden können.
[0004] Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
in einem ersten Schritt aus dem Gas und einer Flüssigkeit ein Schaum gebildet wird,
in welchem die Schallgeschwindigkeit deutlich kleiner ist als in dem Gas und in der
Flüssigkeit für sich genommen, dass in einem zweiten Schritt der Schaum mit Ueberschallgeschwindigkeit
durch eine Düse geleitet und dadurch das im Schaum befindliche Gas komprimiert wird,
und dass in einem dritten Schritt hinter der Düse das komprimierte Gas und die Flüssigkeit
voneinander getrennt werden.
[0005] Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der
abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
[0006] Der Kern der Erfindung besteht darin, für die Kompression ein schaumartiges Gas-Flüssigkeits-System
zu verwenden, welches sich durch eine gegenüber den einzelnen Komponenten deutlich
reduzierte Schallgeschwindigkeit aus zeichnet. Hierdurch ist es möglich, mit reduziertem
Aufwand die für den Kompressionsvorgang notwendige Ueberschallgeschwindigkeit zu erreichen.
Zugleich kann über die später wieder abseparierte Flüssigkeit die bei der Kompression
entstehende Wärme auf einfache Weise abgeführt werden.
[0007] Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass ein im wesentlichen ruhender Schaum erzeugt wird, dass die Düse mit Ueberschallgeschwindigkeit
durch den Schaum bewegt wird, und dass die Bewegung der Düse als Kreisbewegung um
eine Drehachse ausgeführt wird. Diese Art der Verfahrensführung erweist sich als besonders
günstig für die apparative Realisierung des Verfahrens.
[0008] Eine wegen ihrer Einfachheit bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform zeichnet
sich dadurch aus, dass der Schaum hinter der Düse in einem mit der Düse mitbewegten
Auffangbehälter aufgefangen wird, und dass die bei der Drehung entstehende Zentrifugalkraft
im Auffangbehälter zur Trennung von Gas und Flüssigkeit eingesetzt wird.
[0009] Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Schaumes das Gas in ein Volumen der Flüssigkeit
verteilt eingebracht wird ,und dass das Gas von unten durch einen porösen Boden in
eine über dem Boden stehende Schicht der Flüssigkeit eingebracht wird. Hierdurch lässt
sich grossflächig ohne bewegte Teile ein feinporiger Schaum erzeugen, der für die
erfindungsgemässe Kompression besonders geeignet ist.
[0010] Die erfindungsgemässe Kompressionsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Behälter für den erzeugten Schaum, welcher
Behälter mit ersten Mitteln zur Erzeugung des Schaumes verbunden ist, sowie wenigstens
eine Düse, welche relativ zum Schaum derart bewegbar ist, dass der Schaum mit Ueberschallgeschwindigkeit
durch die Düse hindurchtritt, sowie zweiten Mitteln zur Auftrennung des Schaumes in
Gas und Flüssigkeit, welche zweiten Mittel hinter der Düse angeordnet sind.
[0011] Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kompressionsvorrichtung sind Gegenstand
der abhängigen Ansprüche 11 bis 16.
[0012] Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, dass die ersten Mittel einen porösen Boden umfassen, welcher den Behälter
nach unten abschliesst, und welcher von der Unterseite her flächig mit dem Gas beaufschlagbar
ist, dass die wenigstens eine Düse innerhalb des Behälters an einem Arm um eine zentrale
Drehachse drehbar und im wesentlichen tangential zum Drehkreis angeordnet ist, dass
der Arm von einem Motor angetrieben ist, dass die zweiten Mittel jeweils einen hinter
der Düse angebrachten und mit der Düse verbundenen Auffangbehälter umfassen, welcher
jeweils am Ende des Armes angeordnet ist, und dass in dem Auffangbehälter jeweils
dritte Mittel zur getrennten Abfuhr der sich bei der Drehung trennenden gasförmigen
und flüssigen Komponenten vorgesehen sind.
[0013] Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Arm jeweils rohrförmig ausgebildet ist, dass die dritten Mittel ein jeweils
innerhalb des Armes verlaufendes erstes Innenrohr umfassen, und dass die Flüssigkeit
durch das erste Innenrohr und das Gas im Zwischenraum zwischen dem ersten Innenrohr
und dem Arm abgeführt werden.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
[0014] Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit
der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
- Fig. 1
- ein Diagramm der Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit in einem Luft-Wasser-System
vom Verhältnis ε des Luftvolumens Vair zum Gesamtvolumen V des Luft-Wasser-Gemisches;
- Fig. 2
- in der Draufsicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Kompressionsvorrichtung
mit zwei Düsen an zwei Armen; und
- Fig. 3
- die Kompressionsvorrichtung nach Fig. 2 in der teilweise geschnittenen Seitenansicht.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[0015] Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Gas-Flüssigkeits-Systems
zur Kompression des Gases selbst. In zweiphasigen Gas-Flüssigkeits-Strömungen ist
oftmals die Schallgeschwindigkeit viel geringer als die Schallgeschwindigkeit des
reinen Gases bzw. der reinen Flüssigkeit. So liegen z.B. die Schallgeschwindigkeiten
unter 40 m/s in einem Luft-Wasser-System, wenn das Volumenverhältnis ε von Luft zum
Gemisch insgesamt zwischen 0,1 und 0,9 liegt (Fig. 1). Dies bedeutet, dass Ueberschallgeschwindigkeit
relativ einfach erzeugt und dass ein solches Gemisch durch eine Strömungsquerschnittsverengung
stark komprimiert werden kann.
[0016] Eine spezielle Form eines solchen Gas-Flüssigkeits- bzw. Luft-Wasser-Gemisches ist
der Schaum. Schaum zeichnet sich durch hohe Gas- bzw. Luftvolumenanteile (ε ≈ 0,9)
aus. Schaum ist definiert als eine Dispersion von Gas in einer Flüssigkeit, die eine
oder mehrere oberflächenaktive Substanzen enthält. Die Flüssigkeit liegt hauptsächlich
in Form von dünnen Filmen als Ummantelung der im Schaum vorhandenen Blasen vor. Die
Grösse (der Durchmesser) der Blasen variiert zwischen einigen Mikrometern (feiner
Schaum) und mehreren Millimetern (grober Schaum). Die oberflächenaktiven Substanzen
sind in der Flüssigkeit löslich und verringern deren Oberflächenspannung, so dass
die Bildung von stabilen Blasen ermöglicht wird. In der beispielhaften Luft-Wasser-Mischung
kann Schaum beispielsweise mittels einer 1-5%-igen Butyl-Glycol/Wasser-Lösung und
Luft erzeugt werden.
[0017] Das erfindungsgemässe Verfahren kann nun mittels einer Kompressionsvorrichtung durchgeführt
werden, von der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Fig. 2 und 3 wiedergegeben
ist. Die dargestellte Kompressionsvorrichtung 10 umfasst einen Behälter 11, in welchem
der gewünschte Schaum 21 erzeugt wird. Der Behälter 11 ist nach unten hin durch einen
porösen Boden 23 abgeschlossen, über dem während des Betriebes der Kompressionsvorrichtung
10 stets eine Schicht der verwendeten Flüssigkeit 22 (insbesondere Wasser plus oberflächenaktive
Substanzen) steht. Unterhalb des porösen Bodens 23 ist ein Zuführraum 24 angeordnet,
der über eine Zuführung 25 mit dem verwendeten, zu komprimierenden Gas (insbesondere
Luft) gefüllt werden kann. Das Gas dringt in Form kleiner Bläschen vom Zuführraum
24 durch den porösen Boden 23 - der auch als Lochblech oder dgl. ausgebildet sein
kann - in die darüberstehende Flüssigkeit 22 und erzeugt beim Durchtreten durch die
Flüssigkeit 22 den Schaum 21, der den Behälter 11 oberhalb der Flüssigkeit 22 mehr
oder weniger stark ausfüllt.
[0018] Im Bereich des Schaumes 21 ist innerhalb des Behälters 11 um eine zentrale Drehachse
12 drehbar ein System angeordnet, welches mittels eines Motors 26 (oder eines gleichwirkenden
Antriebes) mit einer Umfangsgeschwindigkeit bewegt wird, die über der Schallgeschwindigkeit
des Schaumes 21 liegt, und mit dieser Ueberschallgeschwindigkeit den Schaum 21 einfängt
und durch eine Querschnittsverengung strömen lässt. Hierzu sind an zwei gegenüberliegenden
Armen 15, 16 zwei tangential gerichtete Düsen 19, 20 vorgesehen, durch die der relativ
zu den um die Drehachse 12 rotierenden Düsen 19, 20 ruhende Schaum 21 hindurchströmt
und in dahinterliegende Auffangbehälter 17, 18 gelangt. Es versteht sich von selbst,
dass anstelle der im Beispiel gezeigten zwei Düsen19, 20 auch nur eine Düse oder mehr
als zwei Düsen eingesetzt werden können.
[0019] In den Auffangbehältern 17, 18 endet vor der Behälterwand jeweils ein innerhalb des
rohrförmigen Armes 15, 16 konzentrisch verlaufendes Innenrohr 29, 30. Die radialen
Innenrohre 29, 30 sind zu einem in der Drehachse 12 liegenden, axialen Innenrohr 14
geführt und an dieses angeschlossen. Die rohrförmigen Arme 15, 16, verbinden die Auffangbehälter
17, 18 mit einem axialen Aussenrohr 13, welches das axiale Innenrohr 14 konzentrisch
umgibt. Die axialen Rohre 13, 14 dienen als Welle. Sie und die an ihnen befestigten
Arme 15, 16 werden durch den unterhalb des Behälters 11 angeordneten Motor 26 gedreht.
Die axialen Rohre 13, 14 sind nach unten zu geschlossen. Nach oben hin sind sie von
aussen durch geeignete Auslässe 27, 28 zugänglich.
[0020] Die in Fig. 2 und 3 dargestellte Kompressionsvorrichtung 10 funktioniert nun wie
folgt: In dem mit dem Schaum 21 gefüllten Behälter rotieren - angetrieben von dem
Motor 26 - die beiden Düsen 19, 20 mit dem dazugehörigen Auffangbehälter 17, 18 entgegen
dem Uhrzeigersinn (Drehpfeile in Fig. 2). Die Rotationsgeschwindigkeit beträgt bei
dem beispielhaften und bevorzugten Luft-Wasser-Gemisch ca. 100 m/s, d.h., die Düsen
19, 20 bewegen sich relativ zum Schaum 21 mit Ueberschallgeschwindigkeit. Eine solche
Geschwindigkeit kann beispielsweise erreicht werden, wenn die Umdrehungsfrequenz des
Motors 26 50 Hz beträgt und die Düsen 19, 20 einen Abstand von ca. 0,3 m von der Drehachse
12 haben.
[0021] In den Düsen 19, 20 tritt eine Verdichtung des 2-Phasen-Gemisches ein. In den Auffangbehältern
17, 18 hinter den Düsen 19, 20 wird die Flüssigkeit (das Wasser) aufgrund der Zentrifugalkraft
radial nach aussen ausgeschleudert und über die radialen Innenrohre 29, 30 und das
axiale Innenrohr 14 zum Auslass 28 transportiert. Die am Auslass 28 austretende Flüssigkeit
kann - ggf. nach einem Wärmeentzug - wieder zur Schaumbildung in den Behälter 11 zurückgeführt
werden. Das beim Ausschleudern zurückbleibende Gas (Luft) wird im Zwischenraum zwischen
den Armen 15, 16 und den radialen Innenrohren 29, 30 zum axialen Aussenrohr 13 geführt
und kann (in komprimierter Form) am Auslass 27 entnommen werden.
[0022] Wie bereits weiter oben erwähnt, besteht der Boden 23 des Behälters 11 aus einem
porösen Material oder einem Lochblech. Auf dem Boden 23 befindet sich stets eine Flüssigkeitsschicht
22. Das Gas (die Luft) durchströmt den Boden 23 und bildet beim Durchdringen der Flüssigkeitsschicht
22 Blasen. Es entsteht so stets ein frischer Schaum 21.
[0023] Bei Ausgangsvolumenverhältnissen von ε = 0,9 beträgt (beim Luft-Wasser-Gemisch) das
Massenverhältnis von Wasser zu Luft 85,9, d.h., die bei der Kompression der Luft frei
werdende Wärme wird vom Wasser aufgenommen, ohne dass es zu einer nennenswerten Temperaturerhöhung
kommt.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0024]
- 10
- Kompressionsvorrichtung
- 11
- Behälter
- 12
- Drehachse
- 13
- Aussenrohr
- 14
- Innenrohr
- 15,16
- Arm
- 17,18
- Auffangbehälter
- 19,20
- Düse
- 21
- Schaum
- 22
- Flüssigkeit (Flüssigkeitsschicht)
- 23
- Boden (porös)
- 24
- Zuführraum (Gas)
- 25
- Zuführung (Gas)
- 26
- Motor
- 27
- Auslass (Gas)
- 28
- Auslass (Flüssigkeit)
- 29,30
- Innenrohr
1. Verfahren zum komprimieren eines Gases, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt aus dem Gas und einer Flüssigkeit ein Schaum (21) gebildet
wird, in welchem die Schallgeschwindigkeit deutlich kleiner ist als in dem Gas und
in der Flüssigkeit für sich genommen, dass in einem zweiten Schritt der Schaum mit
Ueberschallgeschwindigkeit durch eine Düse (19, 20) geleitet und dadurch das im Schaum
befindliche Gas komprimiert wird, und dass in einem dritten Schritt hinter der Düse
(19, 20) das komprimierte Gas und die Flüssigkeit voneinander getrennt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein im wesentlichen ruhender Schaum (21) erzeugt wird, und dass die Düse (19, 20)
mit Ueberschallgeschwindigkeit durch den Schaum (21) bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Düse (19, 20) als Kreisbewegung um eine Drehachse (12) ausgeführt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum hinter der Düse (19, 20) in einem mit der Düse (19, 20) mitbewegten Aurfangbehälter
(17, 18) aufgefangen wird, und dass die bei der Drehung entstehende Zentrifugalkraft
im Auffangbehälter (17, 18) zur Trennung von Gas und Flüssigkeit eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Schaumes (21) das Gas in ein Volumen der Flüssigkeit (22) verteilt
eingebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas von unten durch einen porösen Boden (23) in eine über dem Boden (23) stehende
Schicht der Flüssigkeit (22) eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stabilisierung des Schaums der Flüssigkeit (22) vor der Schaumbildung wenigstens
eine oberflächenaktive Substanz zugemischt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Luft komprimiert wird, und dass als Flüssigkeit (22) Wasser verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasser als oberflächenaktive Substanz Butyl-Glycol, insbesondere unter Bildung
einer 1 bis 5%-igen Lösung, zugesetzt wird.
10. Kompressionsvorrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1
bis 9, gekennzeichnet durch einen Behälter (11) für den erzeugten Schaum (21), welcher Behälter (11) mit ersten
Mitteln (22-25) zur Erzeugung des Schaumes (21) verbunden ist, sowie wenigstens eine
Düse (19, 20), welche relativ zum Schaum derart bewegbar ist, dass der Schaum (21)
mit Ueberschallgeschwindigkeit durch die Düse (19, 20) hindurchtritt, sowie zweiten Mitteln (17, 18; 29, 30) zur Auftrennung
des Schaumes in Gas und Flüssigkeit, welche zweiten Mittel hinter der Düse (19, 20)
angeordnet sind.
11. Kompressionsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel einen porösen Boden (23) umfassen, welcher den Behälter (11) nach
unten abschliesst, und welcher von der Unterseite her flächig mit dem Gas beaufschlagbar
ist.
12. Kompressionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düse (19, 20) innerhalb des Behälters (11) an einem Arm (15,
16) um eine zentrale Drehachse (12) drehbar und im wesentlichen tangential zum Drehkreis
angeordnet ist, und dass der Arm (15, 16) von einem Motor (26) angetrieben ist.
13. Kompressionsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel jeweils einen hinter der Düse (19, 20) angebrachten und mit der
Düse (19, 20) verbundenen Auffangbehälter (17, 18) umfassen, welcher jeweils am Ende
des Armes (15, 16) angeordnet ist, und dass in dem Auffangbehälter (17, 18) jeweils
dritte Mittel (29, 30) zur getrennten Abfuhr der sich bei der Drehung trennenden gasförmigen
und flüssigen Komponenten vorgesehen sind.
14. Kompressionsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (15, 16) jeweils rohrförmig ausgebildet ist, dass die dritten Mittel ein
jeweils innerhalb des Armes (15, 16) verlaufendes erstes Innenrohr (29, 30) umfassen,
und dass die Flüssigkeit durch das erste Innenrohr (29, 30) und das Gas im Zwischenraum
zwischen dem ersten Innenrohr (29, 30) und dem Arm (15, 16) abgeführt werden.
15. Kompressionsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Drehachse (12) konzentrisch ein Aussenrohr (13) und ein zweites Innenrohr
(14) angeordnet sind, durch welche das Gas bzw. die Flüssigkeit nach ihrer Trennung
aus dem Behälter (11) herausgeführt werden, und dass der Arm (15, 16) jeweils an das
Aussenrohr (13) und das erste Innenrohr (29, 30) jeweils an das zweite Innenrohr (14)
angeschlossen sind.
16. Kompressionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Behälters (11) mehrere Düsen (19, 20) an entsprechenden Armen (15,
16) über den Umfang verteilt drehbar angeordnet sind und von dem Motor (26) angetrieben
werden.
1. Method of compressing a gas, characterized in that, in a first step, a foam (21) is formed from the gas and a liquid, in which foam
(21) the sonic velocity is markedly lower than in the gas and in the liquid taken
by themselves, in that, in a second step, the foam is directed at supersonic velocity through a nozzle (19,
20) and the gas located in the foam is thereby compressed, and in that, in a third step, the compressed gas and the liquid are separated from one another
behind the nozzle (19, 20).
2. Method according to Claim 1, characterized in that an essentially static foam (21) is produced, and in that the nozzle (19, 20) is moved at supersonic velocity through the foam (21).
3. Method according to Claim 2, characterized in that the movement of the nozzle (19, 20) is executed as a circular movement about an axis
of rotation (12).
4. Method according to Claim 3, characterized in that the foam is collected behind the nozzle (19, 20) in a collecting container (17, 28)
moving along with the nozzle (19, 20), and in that the centrifugal force arising in the collecting container (17, 18) during the rotation
is used for the separation of gas and liquid.
5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that, to produce the foam (21), the gas is introduced into a volume of the liquid (22)
in a distributed manner.
6. Method according to Claim 5, characterized in that the gas is introduced from below through a porous base (23) into a layer of the liquid
(22) above the base (23).
7. Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that, to stabilize the foam, at least one surface-active substance is admixed with the
liquid (22) before the formation of the foam.
8. Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that air is compressed, and wherein the liquid (22) used is water.
9. Method according to Claim 8, characterized in that butyl-glycol, in particular with the formation of a 1 to 5% solution, is added as
a surface-active substance to the water.
10. Compression apparatus (10) for carrying out the method according to Claims 1 to 9,
characterized by a container (11) for the foam (21) produced, which container (11) is connected to
first means (22-25) for producing the foam (21), as well as at least one nozzle (19,
20), which can be moved relative to the foam in such a way that the foam (21) passes
at supersonic velocity through the nozzle (19, 20), as well as second means (17, 18;
29, 30) for the separation of the foam into gas and liquid, which second means are
arranged behind the nozzle (19, 20).
11. Compression apparatus according to Claim 10, characterized in that the first means comprise a porous base (23), which closes off the container (11)
at the bottom and to which gas can be admitted over the surface area from the underside.
12. Compression apparatus according to either of Claims 10 and 11, characterized in that the at least one nozzle (19, 20) is arranged inside the container (11) on an arm
(15, 16) so as to be rotatable about a central axis of rotation (12) and essentially
tangentially to the circle of rotation, and in that the arm (15, 16) is driven by a motor (26).
13. Compression apparatus according to Claim 12, characterized in that the second means in each case comprise a collecting container (17, 18), which is
attached behind the nozzle (19, 20), is connected to the nozzle (19, 20) and is in
each case arranged on the end of the arm (15, 16), and in that in each case third means (29, 30) for the separate discharge of the gaseous and liquid
components separating during the rotation are provided in the collecting container
(17, 18).
14. Compression apparatus according to Claim 13, in that the arm (15, 16) is in each case
of tubular design, in that the third means comprise a first inner tube (29, 30) running
in each case inside the arm (15, 16), and in that the liquid is drawn off through
the first inner tube (29, 30) and the gas is drawn off in the intermediate space between
the first inner tube (29, 30) and the arm (15, 16).
15. Compression apparatus according to Claim 14, characterized in that an outer tube (13) and a second inner tube (14), through which the gas and respectively
the liquid are directed out of the container (11) after their separation, are arranged
concentrically in the axis of rotation (12), and in that the arm (15, 16) is in each case connected to the outer tube (13) and the first inner
tube (29, 30) is in each case connected to the second inner tube (14).
16. Compression apparatus according to one of Claims 12 to 15, characterized in that a plurality of nozzles (19, 20), distributed over the circumference, are arranged
so as to be rotatable inside the container (11) on corresponding arms (15, 16) and
are driven by the motor (26).
1. Procédé pour comprimer un gaz, caractérisé en ce que dans une première étape on forme avec le gaz et un liquide une mousse (21), dans
laquelle la vitesse du son est nettement plus basse que dans le gaz et dans le liquide
considérés comme tels, en ce que dans une deuxième étape on conduit la mousse avec une vitesse supersonique à travers
une buse (19, 20) et que l'on comprime ainsi le gaz contenu dans la mousse, et en ce que dans une troisième étape, après la buse (19, 20), on sépare l'un de l'autre le gaz
comprimé et le liquide.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on produit une mousse (21) sensiblement calme, et en ce que l'on déplace la buse (19, 20) à une vitesse supersonique à travers la mousse (21).
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on effectue le mouvement de la buse (19, 20) en un mouvement circulaire autour
d'un axe de rotation (12).
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'on recueille la mousse derrière la buse (19, 20) dans un récipient collecteur (17,
18) entraîné avec la buse (19, 20), et en ce que l'on applique la force centrifuge créée par la rotation dans le récipient collecteur
(17, 18) pour séparer le gaz et le liquide.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on introduit le gaz réparti dans un volume de liquide (22) pour la production de
la mousse (21).
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on introduit le gaz par le bas à travers un fond poreux (23) dans une couche de
liquide (22) formée sur le fond (23).
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on ajoute au liquide (22), avant la formation de la mousse, au moins une substance
tensioactive destinée à stabiliser la mousse.
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on comprime de l'air et en ce que l'on utilise l'eau comme liquide (22).
9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'on ajoute à l'eau, comme substance tensioactive, du butyl-glycol, en particulier
pour former une solution contenant de 1 à 5 %.
10. Dispositif de compression (10) pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications
1 à 9, caractérisé par un récipient (11) pour la mousse produite (21), récipient (11) qui est raccordé à
des premiers moyens (22-25) destinés à la production de la mousse (21), ainsi que
par au moins une buse (19, 20), qui est mobile par rapport à la mousse de telle manière
que la mousse (21) circule à travers la buse (19, 20) à une vitesse supersonique,
ainsi que par des deuxièmes moyens (17, 18 ; 29, 30) destinés à la séparation de la
mousse en gaz et en liquide, deuxièmes moyens qui sont disposés derrière la buse (19,
20).
11. Dispositif de compression suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les premiers moyens comprennent un fond poreux (23), qui ferme le récipient (11)
vers le bas, et qui peut être alimenté en gaz sur sa surface par sa face inférieure.
12. Dispositif de compression suivant l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la au moins une buse (19, 20) est disposée sur un bras (15, 16) à l'intérieur du
récipient (11) de façon à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation central (12)
et en position sensiblement tangentielle par rapport au cercle de rotation, et en ce que le bras (15, 16) est entraîné par un moteur (26).
13. Dispositif de compression suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens comprennent chaque fois un récipient collecteur (17, 18) installé
derrière la buse (19, 20) et assemblé à la buse (19, 20), qui est chaque fois disposé
à l'extrémité du bras (15, 16) et en ce que des troisièmes moyens (29, 30) sont prévus dans chaque récipient collecteur (17,
18) pour l'évacuation séparée des composants gazeux et liquides se séparant lors de
la rotation.
14. Dispositif de compression suivant la revendication 13, caractérisé en ce que chaque bras (15, 16) est tubulaire, en ce que les troisièmes moyens comprennent un premier tube intérieur (29, 30) logé à l'intérieur
de chaque bras (15, 16), et en ce que le liquide est évacué par le premier tube intérieur (29, 30) et le gaz par l'espace
intermédiaire entre le premier tube intérieur (29, 30) et le bras (15, 16).
15. Dispositif de compression suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'un tube extérieur (13) et un second tube intérieur (14) sont disposés concentriquement
suivant l'axe de rotation (12), par lesquels le gaz, respectivement le liquide sont
évacués hors du récipient (11) après leur séparation, et en ce que chaque bras (15, 16) est raccordé au tube extérieur (13) et chaque tube intérieur
(29, 30) est raccordé au second tube intérieur (14).
16. Dispositif de compression suivant l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que plusieurs buses (19, 20), réparties sur la périphérie, sont disposées à l'intérieur
du récipient (11) sur des bras correspondants (15, 16) de façon à pouvoir tourner,
et sont entraînées par le moteur (26).