[发明专利]用于使用液体对气体进行多级压缩的方法和系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2013年11月20日提交的美国临时专利申请No.61/906,462和2014年10月2日提交的美国申请No.14/505,122的权益和优先权，以上两个申请以引用方式完整地并入到本申请中并形成本申请的一部分。

背景技术

压缩气体在许多不同应用中是有用的。举例来说，压缩天然气车辆包含用来储存用于推进的压缩天然气的罐。所述罐以高压力储存气体以供车辆的发动机使用。当前，用以将气体从低压源(例如，住宅管线)压缩到高压罐(例如，车辆储存罐)的方法包含使用直接机械压缩。这些直接机械压缩方法使用往复式活塞，所述往复式活塞在气缸内可移动以压缩气体。在使用中，这些系统可能是昂贵的并且难以修理和/或维护。

发明内容

本文呈现的概念的一个方面包含一种压缩气体的方法。所述方法包含：在第一高压腔室中维持第一体积的液体；以及在第二高压腔室中维持第一体积的气体，其中所述第一体积的气体处于第一压力，且所述第一高压腔室和所述第二高压腔室通过高压泵流体连接。迫使加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室，且同时使用所述高压泵将所述第一高压腔室中的所述第一体积的液体的至少一部分泵送到所述第二高压腔室，其中泵送到所述第二高压腔室中的所述第一体积的液体将所述第二高压腔室中的所述第一体积的气体压缩到大于所述第一压力的第二压力。

任选地或替代地，迫使所述加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室可以包括：在第一低压腔室中维持第二体积的液体；在第二低压腔室中维持第二体积的气体，其中所述第一低压腔室和所述第二低压腔室通过低压泵流体连接；以及通过使用所述低压泵将所述第一低压腔室中的所述第二体积的液体的至少一部分泵送到所述第二低压腔室来对所述第二低压腔室中的所述第二体积的气体进行加压，其中所述第二低压腔室与所述第一高压腔室流体连接，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室；且在所述第一低压腔室中的液体的所述至少一部分被泵送到所述第二低压腔室时将气体汲取到所述第一低压腔室中。

任选地或替代地，迫使所述加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室进一步包括使用一个或多个机械活塞压缩器对第二体积的气体进行加压，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室。

另一方面包含一种用于压缩气体的系统。所述系统包含：第一高压腔室，具有第一体积的液体，其中加压气体受迫进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室；高压泵；以及第二高压腔室，其中在所述第二高压腔室中维持第一体积的气体，且其中所述第一体积的气体处于第一压力，且所述第一高压腔室和所述第二高压腔室通过所述高压泵流体连接。在所述加压气体受迫进入所述第一高压腔室时，同时将所述第一高压腔室中的所述第一体积的液体的至少一部分泵送到所述第二高压腔室，其中泵送到所述第二高压腔室中的所述第一体积的液体的所述至少一部分将所述第二高压腔室中的所述第一体积的气体压缩到大于所述第一压力的第二压力。

替代地或任选地，所述系统可以进一步包括：第一低压腔室，具有第二体积的液体；第二低压腔室，具有第二体积的气体，其中所述第一低压腔室和所述第二低压腔室通过低压泵流体连接。通过使用所述低压泵将所述第一低压腔室中的所述第二体积的液体的至少一部分泵送到所述第二低压腔室来对所述第二低压腔室中的所述第二体积的气体进行加压，其中所述第二低压腔室与所述第一高压腔室流体连接，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室。

替代地或任选地，所述系统可以进一步包括一个或多个机械活塞压缩器，其中迫使所述加压气体进入具有所述第一体积的液体的所述第一高压腔室进一步包括使用所述一个或多个机械活塞压缩器对第二体积的气体进行加压，且所述经加压第二体积的气体的至少一部分受迫进入所述第一高压腔室。

本领域的技术人员在检阅附图和详细说明后将明了或者可变为明了其它系统、方法、特征和/或优点。希望所有此类额外的系统、方法、特征和/或优点包含在此说明内，并受所附权利要求书的保护。

附图简要说明

图1是用于使用液体压缩气体的系统的示意图。

图2是在图1的系统中使用的压缩腔室的示意性截面图。

图3是用于将液体递送到图2中说明的压缩腔室的喷嘴的示意性部分截面图。

图4是在图1的系统中使用的分离组合件的示意图。

图5是图4的分离组合件的一部分的示意性截面图。