[发明专利]具有一体化的压缩机和泵的单一系统和方法

权利要求书

1. 一种构造成压缩气相流体并构造成泵送浓相流体的系统，所述系统包括：

压缩机部分，所述压缩机部分具有构造成压缩所述气相流体的至少一个叶轮；

压缩机部分入口，所述压缩机部分入口连接到所述压缩机部分且构造成接纳所述气相流体并将所述流体提供至所述至少一个叶轮；

压缩机部分出口，所述压缩机部分出口构造成以等于或大于预定密度的密度提供所述气相流体；

温度改变装置，所述温度改变装置连接到所述压缩机部分出口且构造成将所述流体变为浓相；

泵部分，所述泵部分具有构造成泵送所述浓相流体的至少一个叶轮；

泵部分入口，所述泵部分入口构造成接纳来自所述压缩机部分出口的浓相流体；

泵部分出口，所述泵部分出口构造成输出来自所述系统的浓相流体；

单一大齿轮，所述单一大齿轮构造成以预定速度围绕轴向轴线旋转；

多个小齿轮，所述多个小齿轮接触所述单一大齿轮且构造成以彼此不同的预定速度旋转，每个小齿轮构造成启动对应的压缩机部分叶轮；以及

泵轴，所述泵轴从所述泵部分延伸且构造成接合所述单一大齿轮以使所述泵部分的至少一个叶轮旋转，其中，所述压缩机部分的至少一个叶轮具有与所述泵部分的至少一个叶轮不同的速度，并且

所述浓相由具有比所述预定密度更大的密度的流体限定。

2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度改变装置为冷却装置、冷冻器或膨胀器中的一种且设置在所述压缩机部分出口与所述泵部分入口之间，所述流体为CO2，所述压缩机部分构造成接纳气相CO2且驱出所述气相CO2，并且所述泵部分构造成接纳浓相CO2并驱出所述浓相CO2。

3. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述温度改变装置构造成将气相流体的焓降低至等于或小于所述流体的临界点的焓。

4. 根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，还包括：驱动所述大齿轮的单一启动机构。

5. 根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，还包括：

压缩机壳体，所述压缩机壳体构造成容纳所述压缩机部分和所述大齿轮；以及

泵壳体，所述泵壳体构造成接纳所述泵部分，

其中，所述泵壳体附连到所述压缩机壳体。

6. 根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述系统构造成以预定效率仅处理一种流体，并且所述系统不能重新构造成以相同效率处理另一种流体。

7. 根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述压缩机部分的至少一个叶轮和所述泵部分的至少一个叶轮包括：

第一至第六压缩机叶轮，所述第一至第六压缩机叶轮构造成使得第一和第二压缩机叶轮以相同的第一速度驱动，第三和第四压缩机叶轮以相同的第二速度驱动，并且第五和第六压缩机叶轮以相同的第三速度驱动，所述第一、第二和第三速度彼此不同且与所述大齿轮的速度不同；以及第一至第十泵叶轮，所述第一至第十泵叶轮构造成由所述泵轴以相同的第四速度驱动。

8. 根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，还包括：

N个压缩机叶轮和M个泵叶轮；

管道，所述管道连接所述N个压缩机叶轮的输出和输入，使得气相输入流体被串行地通过所有N个压缩机叶轮驱动；管道，所述管道将第N个压缩机叶轮的输出连接到M个泵叶轮，使得来自所述第N个压缩机叶轮的气相流体在经受相变之后被串行地驱动通过所有M个泵叶轮；除水装置，所述除水装置设置在压缩机叶轮或泵叶轮的输出与下一压缩机叶轮或泵叶轮的输入之间；以及至少一个温度改变装置，所述至少一个温度改变装置沿所述管道构造成在所述流体进入下一压缩机叶轮或泵叶轮之前降低气相或浓相流体的温度，其中，N大于2，并且M等于或大于1。

9. 根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，存在6个压缩机叶轮和8个泵叶轮，并且气相CO2在所述压缩机部分处的输入压力为1巴，且浓相CO2在所述泵部分处的输出压力在10与120巴之间。

10. 一种用于利用系统压缩气相流体并泵送浓相流体的方法，所述系统包括压缩机部分和泵部分，所述压缩机部分具有至少一个压缩机部分叶轮，并且所述泵部分具有至少一个泵部分叶轮，所述方法包括：

在所述压缩机部分的压缩机部分入口处接纳所述气相流体；

在所述压缩机部分的一个或多个级中压缩气相流体，使得所述流体作为处于等于或大于预定密度的密度的气相流体出现在所述压缩机部分的压缩机部分出口处；

通过在所述流体离开所述压缩机部分之后冷却所述流体而将所述流体的相态转变为浓相；

在所述泵部分的泵部分入口处接纳所述浓相流体；

将所述浓相流体泵送通过所述泵部分的一个或多个级，使得具有比在所述泵部分入口处更高压力的流体出现在所述泵部分的泵部分出口处；以及

使单一大齿轮旋转，以便启动所述至少一个或多个压缩机级和所述至少一个或多个泵级中的全部，其中，所述浓相由具有大于所述预定密度的密度的流体限定。