用於液化和存儲流體的系統和方法

2023-05-09 06:01:46 2

用於液化和存儲流體的系統和方法
【專利摘要】將流體流從氣態液化到液態，並存儲經液化的流體。在一個實施例中，所述流體為氧。採用增強系統耐用性、壽命、可靠性、效率的機構來液化流體。
【專利說明】用於液化和存儲流體的系統和方法
[0001]本專利申請依據35 U.S.C.§ 119(e)主張享有於2009年9月28日提交的美國臨時申請N0.61/246209的優先權，在此通過引用將其內容併入本文。
[0002]本發明涉及流體從氣態到液態的液化以及以存儲液態流體。
[0003]已知有在環境溫度和壓力下液化和存儲氣態流體的系統。然而,這種系統容易受到由在這種系統的液化和/或存儲組件中可能收集到的溼氣導致的不可靠性、無效率和無效性的影響。此外，用於液化和存儲流體的常規系統未提供隨著液化流體在存儲期間開始汽化成氣態而調節被配置成存儲液化流體的存儲組件之內的壓力的有效機構。
[0004]本發明的一個方面涉及一種包括輸入部(input)、液化組件、管道、閥門和控制器的系統。輸入部被配置成接收氣態的流體流，所述流體流是由流體氣流發生器生成的。液化組件被配置成將流體從氣態液化成液態。管道被配置成將所述輸入部放置成與液化組件流體連通以形成從輸入部到液化組件的流動路徑，通過該流動路徑將由所述輸入部接收的氣態的流體流遞送至液化組件。閥門設置在輸入部和液化組件之間的管道中，被配置成有選擇地排出管道之內的氣體。控制器被配置成控制閥門，使得所述閥門(i)在所述流體氣流發生器開始生成流體流之後排出在所述輸入部處從所述流體氣流發生器接收的流體流，直到所述流體流中的溼氣含量減少，並且然後(ii)在所述流體流中的溼氣含量減小之後，停止排出流體流氣體，從而通過所述管道向所述液化組件遞送在所述輸入部處接收的流體流。
[0005]本發明的另一方面涉及一種方法，其包括:接收由流體氣流發生器生成的氣態的流體流；在所述流體氣流發生器開始生成流體流之後，排出從所述流體氣流發生器接收的氣態的流體流，直到所述流體流中的溼氣含量減少為止；在所述流體流中的溼氣含量減少之後，停止排出所述流體流，其中，停止排出所述流體流導致向液化組件遞送所述流體流，所述液化組件被配置成將所述流體從氣態液化到液態；以及在所述液化組件中液化遞送至所述液化組件的流體流。
[0006]本發明的又一個方面涉及一種系統，其包括:用於接收由流體氣流發生器生成的氣態的流體流的模塊(means);在流體氣流發生器開始生成流體流之後,排出從所述流體氣流發生器接收的氣態的流體流，直到所述流體流中的溼氣含量減少為止的模塊；在流體流中的溼氣含量減少之後，停止排出所述流體流的模塊，其中，用於停止的所述模塊停止排出所述流體流導致所述流體流被遞送至液化組件，所述液化組件被配置成將所述流體從氣態液化到液態；以及在所述液化組件中液化遞送至所述液化組件的流體流的模塊。
[0007]參考附圖考慮以下描述和權利要求，本發明的這些和其他目的、特徵和特性，以及相關結構元件的操作方法和功能，以及各部分的組合和製造的經濟性，將變得更加顯而易見，所有附圖都形成本說明書的一部分，其中，在各幅圖中類似的附圖標記表示對應部分。在本發明的一個實施例中，按比例繪製了本文所圖示的結構部件。然而，應當明確理解，附圖僅用於例示和描述，而並非對本發明構成限制。此外，應當認識到，也可以將本文的任一實施例中所示或所描述的結構特徵用於其他實施例中。然而，應當明確理解，附圖僅僅用於例示和描述，並非意在作為本發明限度的界定。如說明書和權利要求中所使用的那樣，單數形式「一」、「一個」和「該」包括多個指示物，除非語境明確做出其他說明。
[0008]圖1圖示了根據本發明一個或多個實施例，被配置成將流體從氣態液化到液態並存儲液化流體的系統；
[0009]圖2圖示了根據本發明一個或多個實施例，準備液化組件以開始將氣態的流體流液化成液態的方法；
[0010]圖3圖示了根據本發明一個或多個實施例，準備液化組件以開始將氣態的流體流液化成液態的方法；
[0011]圖4圖示了根據本發明一個或多個實施例，存儲液化流體的方法；以及
[0012]圖5圖示了根據本發明一個或多個實施例，將流體從氣態液化到液態並存儲液化流體的方法。
[0013]圖1示意性圖示了被配置成將流體從氣態液化成液態並存儲液化流體的系統10。在一個實施例中，所述流體是氧。然而，這並非意在限制，在液化和/或存儲除氧之外的流體的系統中結合本文所述系統10的一個或多個特徵也落在本公開的範圍之內。作為非限制性範例，流體可以是氮或其他流體。如下文所述，系統10包括增強系統10和/或其各個部件的耐用性、壽命、可靠性、效率的特徵。在一個實施例中，系統10包括控制器12、液化組件14、存儲組件16、流體引導組件18和/或其他部件。
[0014]控制器12被配置成提供系統10中的信息處理和控制能力。這樣一來，控制器12可以包括數字處理器、模擬處理器、設計成處理信息的數字電路、設計成處理信息的模擬電路、狀態機和/或用於以電子方式處理信息的其他機構中的一種或多種。儘管圖1中將控制器12示為單個實體，但這僅僅出於例示性目的。在一些實施方式中，控制器12可以包括多個處理器。這些處理器可以物理地位於同一裝置之內，或者控制器12可以表示協同工作的多個裝置的處理功能。例如，在一個實施例中，在操作性連接到熱交換組件14的第一處理器、操作性連接到存儲組件16的第二處理器和/或操作性連接到流體引導組件18的第三處理器之間劃分下文歸於控制器12的功能。
[0015]可以通過有線通信鏈路、無線通信鏈路、網絡通信鏈路和/或專用通信鏈路實現控制器12和系統10的各部件之間的操作性連接。在一個實施例中，系統10中包括一個或多個通信總線，為系統10的各部件和控制器12之間的輸出、通信進行路由並控制其間的輸入。
[0016]在一個實施例中，控制器12與控制接口 13相關聯。控制接口 13被配置成接收與控制器12對系統10的一個或多個部件的控制相關的控制輸入。例如，控制接口 13可以包括用戶接口和/或系統接口。控制接口 13的用戶接口被配置成提供系統10與用戶之間的接口，通過該接口，用戶可以向系統10提供信息並從系統10接收信息。這使得能夠在用戶和系統10之間傳送數據、結果和/或指令和可傳送的任何其他項目，其統稱為「信息」。適於包括在控制接口 13的用戶接口中的接口裝置範例包括小鍵盤、按鈕、開關、鍵盤、旋鈕、手柄、顯示屏、觸控螢幕、揚聲器、微音器、指示燈、音響警報和印表機。在一個實施例中，下文進一步論述其功能，控制接口 13的用戶接口實際包括多個獨立接口。
[0017]應當理解，本發明也想到了其他通信技術，有線的或無線的，作為控制接口 13的用戶接口。例如，本發明想到了可以將控制接口 13的用戶接口與電子存儲器提供的可移除存儲器接口集成。在本範例中，可以從可移除存儲器(例如，智慧卡、快閃記憶體驅動器、可移除磁碟等)向系統10中加載信息，使得(一個或多個)用戶能夠自定義系統10的實施。適於與系統10 —起使用作為控制接口 13的用戶接口的其他示範性輸入裝置和技術包括，但不限於，RS-232埠、RF鏈路、IR鏈路、調製調解器(電話、線纜等)。簡而言之，本發明想到了用於與系統10溝通信息的任何技術作為控制接口 13的用戶接口。
[0018]控制接口 13的系統接口被配置成接收來自系統10之內的用於改變系統10的各部件(例如，液化組件14、存儲組件16和/或流體引導組件18的各個部件)的工作的請求。這樣的請求甚至可以由控制器12自己生成。作為非限制性範例，存儲組件16或者執行與存儲組件16相關聯的控制功能時的控制器12可以發出請求，以減小或增加遞送至存儲組件16以供存儲的液化流體的流量。控制接口 13的系統接口被配置成接收與系統10協同工作的其他系統發出的用於改變系統10的各部件的工作的請求。
[0019]液化組件14被配置成將流體流從氣態液化成液態。液化組件14通過從流體除熱，直到流體的相態轉變，從而液化流體流。液化組件14將流體冷卻到遠低於相態轉變(的溫度)。例如，在一個實施例中，其中，流體為氧，液化組件14在Ibar下將氧冷卻到大約-183°C和/或其他溫度。液化組件14可以包括管道20、熱交換組件22、閥門24和/或其他部件。
[0020]管道20具有入口 26和出口 28，並且被配置成形成從入口 26向出口 28引導流體的流動路徑。入口 26被設置在系統10中，以接收由流體氣流發生器30向系統10提供的氣態的流體流。流體氣流發生器30可以包括在系統10中，作為系統10的集成部分，或者流體氣流發生器30可以在系統10外部並且可以耦合到系統10以向系統10提供流體流。作為非限制性範例，流體氣流發生器30可以包括變壓吸附系統和/或其他氣流發生器中的一種或多種。在一個實施例中，管道20包括由金屬材料(例如銅)和/或其他材料形成的一段管路。在一個實施例中，管道20形成的流動路徑具有盤繞的形狀或某種其他形狀，其增大了給定區域之內流動路徑的路徑長度。
[0021]熱交換組件22被設置於系統10之內，與管道20熱相通。熱交換組件22被配置成從管道20之內的流體除熱。例如，在一個實施例中，熱交換組件22包括壓縮機製冷系統，其冷卻與管道20熱相通(例如，直接接觸)的主體或管道20自身。
[0022]控制器12與熱交換組件22操作性通信以控制熱交換組件22的工作。這包括控制熱交換組件22至少在第一狀態和第二狀態下工作。在第一狀態下，熱交換組件22從管道20之內的流體除熱，以將流體從氣態變換成液態。在第二狀態下，熱交換組件22從管道20之內的流體去除顯著少的熱。例如，在熱交換組件22包括上述壓縮機製冷系統的實施例中，在第二狀態下，熱交換組件22中包括的壓縮機的工作可以減小，或者甚至停止。
[0023]控制器12控制熱交換組件22以在液化流經管道20的流體期間工作於第一狀態。由於多種理由的任一種，控制器12可以將熱交換組件22的工作從第一狀態切換到第二狀態。例如，如果系統10被用戶(例如，通過向控制器12輸入)關閉或暫停，控制器12可以控制熱交換組件22工作在第二狀態。作為另一範例，如果達到存儲組件16的存儲容量，控制器12可以控制熱交換組件22工作在第二狀態，以暫停生成液態流體以供存儲。作為又一範例，如果流體氣流發生器30當前不生成氣態的流體流，控制器12可以控制熱交換組件22工作在第二狀態。
[0024]在熱交換組件22工作於第一狀態期間，在流經管道20的流體正被液化時，流體之內的溼氣(例如，水汽和/或液體)被凍析出流體，以形成管道20之內的霜。在流體液化期間，這種霜不容易粘附到自身或粘附到流體處於氣態的管道20的部分(例如，較接近入口 26的管道20的部分)中的管道20的壁。然而，在管道20的稍後段(較接近出口 28的管道20部分)中，流體已經被轉換成液態，流體通過管道20的流量顯著減慢。流量的這種下降可能導致在管道20稍後段中在管道20之內形成霜並導致阻塞。在一個實施例中，管道20的內徑從入口 26到出口 28是減小的。管道20的內徑這樣逐漸減小可能導致流體之內形成霜並阻塞管道20。此外，在常規液化系統中，如果熱交換組件22工作在第二狀態，管道20之內的溫度升高。這可能導致管道20之內的霜軟化(儘管在大部分實施方式中，溫度不會高到使其徹底熔化)。在熱交換組件22返回第一狀態時，霜可能進一步軟化，並且然後由通過管道20的流體初始流動朝向出口 28向管道20下方移動。這種軟化的霜可能更容易粘附到管道20的壁和/或自身以形成阻塞。管道20之內的阻塞被認為是不利事件，因為它們導致停機時間，需要維護(例如，清洗或更換管道20)，導致系統10的其他部件和/或流體氣流發生器30的附帶損害和/或具有其他不利影響。
[0025]閥門24被配置成有選擇地從管道20的出口 28向存儲組件16引導流體或者在系統10的出口 28向外排出流體。在一個實施例中，閥門24可以工作於第一模式和第二模式中。在第一模式中，閥門24從系統10從管道20的出口 28排出流體。這可能包括向大氣和/或某種廢物箱排出流體。在第二模式中，閥門24從管道20的出口 28向存儲組件16引導流體。
[0026]控制器12在第一模式和第二模式之間控制閥門24。控制器12被配置成控制閥門24以減少管道20之內的阻塞。這包括操作閥門24以在第二狀態和第一狀態之間切換熱交換組件22時清除管道20的溼氣。例如，在一個實施例中，控制接口 13接收控制信號，指示控制器12應當將熱交換組件22從第二狀態切換到第一狀態，以開始(或重新開始)液化組件14之內流體的液化。響應於這樣的控制信號，控制器12控制閥門24以在來自流體氣流發生器30 (或某種其他氣源)的氣態的流體流經管道20時工作於第一模式。這可以發生於實際從第二狀態向第一工作狀態切換熱交換組件22之前進行。開始液化液化組件14之內的流體之前，流經管道20的氣態流體清除由先前操作在管道20之內殘餘的霜。
[0027]在一個實施例中，控制器12在預定量的時間內在第一模式下操作閥門24。可以基於用戶輸入確定預定量的時間。在一個實施例中，系統10還包括閥門24的排氣管處或排氣管附近的一個或多個傳感器，其檢測閥門24排出的流體中的溼氣含量。控制器12可以在第一模式中操作閥門24，直到閥門24排出的流體中溼氣含量降到預定閾值以下。可以基於用戶輸入確定預定閾值。
[0028]一旦已經由氣態的流體流清除了管道20之內的溼氣，控制器12控制閥門24工作於第二模式中，並控制液化組件14以開始液化管道20之內的流體。這可以包括從第二狀態向第一工作狀態切換熱交換組件22。
[0029]存儲組件16與液化組件14流體相通，並且被配置成存儲已經由液化組件14液化的流體。在一個實施例中，存儲組件16包括存儲罐32以及一個或多個傳感器34。一些或所有存儲組件16可以形成於杜瓦瓶(Dewar)容器中。
[0030]存儲罐32被配置成容納由存儲組件16從液化組件14接收的液化流體。經由與閥門24流體相通的入口 36向存儲組件16中接收液化流體，使得閥門24在第二模式中的工作從液化組件14向入口 36引導流體。通過與流體引導組件18流體相通的出口 38從存儲罐32釋放氣態流體。通過流體液體出口 39從存儲罐32釋放液態流體。
[0031]傳感器34被配置成生成輸出信號，傳達與存儲罐32之內的壓力相關的信息。在一個實施例中，傳感器34被設置於出口 38或附近。傳感器34與控制器12操作性通信，從而將傳感器34生成的輸出信號傳遞至控制器12。
[0032]在存儲罐32之內存儲液化流體期間，流體的溫度可能開始升高(例如，由於液化流體和環境溫度之間極大的溫差)。隨著溫度升高，一些流體開始從液態汽化成氣態。流體汽化導致存儲罐32之內壓力升高，因為氣態流體需要比液態更大的容積。在一些點，如果這種壓力增加未減輕，存儲罐32將會洩露和/或破裂。
[0033]在常規系統中，將閥門置於出口 38處或附近，其減輕存儲罐32之內由於汽化導致的壓力。例如，閥門可以被配置成在預定閾值水平打開以向大氣排出一些汽化的氣體，由此使存儲罐32之內的壓力返回到閾值水平以下。例如，高壓出口 41可以被配置成如果壓力升高到某種預定閾值以上則機械地打開或「裂開」。然而，用於調節存儲罐32之內的壓力的這種機制效率低。實質上，液化存儲罐32中存儲的、最終汽化並排出的流體所用的資源是被浪費的。此外，排出一些汽化的流體對解決剩餘液化流體的溫度升高沒有作用。
[0034]系統10被配置成比常規系統更有效率地調節存儲罐32之內的壓力。而並非簡單地排出存儲罐32之內的一些流體，系統10降低存儲罐32之內的溫度，由此將一些汽化的流體凝結回液態，以減小存儲罐32之內的壓力。
[0035]在一個實施例中，控制器12接收由傳感器34生成的輸出信號，並確定存儲罐32之內的壓力是否過高(例如，高於閾值)。如果壓力過高，生成控制信號，令控制器12控制液化組件14，以開始液化被引入到存儲罐32中的額外流體。從液化組件14接收到存儲罐32中的液化流體的溫度遠低於存儲罐32中的流體從液體轉換成氣體的汽化溫度。這樣一來，從液化組件14向存儲罐32中引入額外的液化流體降低了存儲罐32之內的整體溫度。通常，新近汽化的流體的溫度不會遠高於汽化溫度。因此，引入額外流體導致的存儲罐32之內的總體溫度的降低造成至少一些汽化氣體的凝結，這繼而降低了存儲罐32之內的壓力。
[0036]如果液化組件14當前未液化流體，液化組件14開始液化額外流體包括開始液化流體。如果液化組件14當前正在液化流體，液化組件14開始液化額外流體包括增大正在液化的流體的量。例如，如果液化組件14正以給定速率液化流體，可以增加液化速率以開始液化額外的流體。
[0037]應當認識到，系統10響應於存儲罐32之內溫度升高的這種操作看起來與常規系統響應的嚴格相反。並非從存儲罐32釋放流體，而是由系統10添加更多流體，並依賴於額外流體較冷的溫度，以通過使汽化流體凝結來降低存儲罐32之內的壓力。這種調節存儲罐32之內壓力的方案比常規方案效率更高，因為已經乾燥並液化以存儲於存儲罐32之內的流體不是被簡單地排到大氣中。
[0038]流體引導組件18被配置成在流體氣流發生器30和系統10之間、在存儲組件16和大氣之間、和/或在系統10和一個或多個其他目的地之間引導流體。在一個實施例中，流體引導組件18包括流入輸入部40、管道42、流體乾燥器44、第一閥門46和第二閥門48。
[0039]流體輸入部40被配置成接收由流體氣流發生器30生成的流體流。在一個實施例中，流體輸入部40使得流體氣流發生器30能夠可拆除地與系統10耦合，從而能夠向系統10中接收流體氣流發生器30生成的氣態的流體流從而對其加以處理和/或存儲。
[0040]管道42被配置成向液化組件14傳送在流體輸入部40處接收的氣態的流體流以供液化。管道42形成用於在流體輸入部40和液化組件14之間氣態的流體流的流動路徑。在一個實施例中，管道42包括由諸如銅的金屬材料、諸如PVC或聚乙烯的非金屬材料和/或其他材料形成的一段或多段管路。在一個實施例中，管道42包括容納流體乾燥器44、第一閥門46和/或第二閥門48中的一個或多個的歧管。
[0041]流體乾燥器44被設置於由管道42形成的流動路徑中，使得在通往液化組件14的路徑上通過流體乾燥器44弓丨導在流體輸入40處接收的氣態的流體流。流體乾燥器44被配置成在流體流到達液化組件14之前從氣態的流體流去除溼氣。如上所述，流體流中的溼氣可能在液化組件14中導致，具有其關聯缺點。此外，流體流中的溼氣可能導致最終存儲到存儲組件16中的液化流體中含有雜質。於是，流體乾燥器44的功能對於系統10的效率、有效性、可靠性和/或耐用性可能是重要的。
[0042]在一個實施例中，流體乾燥器44包括藥筒或容納乾燥劑的容器。在氣態的流體流通過藥筒時，乾燥劑從流體流去除溼氣。在一個實施例中，用另一種類型的溼氣提取介質取代乾燥劑。
[0043]第一閥門46設置於由管道42在流體乾燥器44和流體輸入部40之間形成的流動路徑中。第一閥門46可有選擇地工作於第一模式和第二模式中。控制器12與第一閥門46操作性相通，並且控制器12控制第一閥門46在第一模式和第二模式之間工作。在第一模式下，第一閥門46沿著管道42向液化組件14引導在流體輸入部40處接收的氣態的流體流。在第二模式下，第一閥門46從系統10排出在流體輸入部40處接收的氣態的流體流。這可以包括向大氣和/或廢物箱中排出流體流。
[0044]在一個實施例中，控制器12控制第一閥門46以減輕向系統10引入的溼氣。這可以延長流體乾燥器44 (或其部件)的壽命，並減少到達液化組件14和/或存儲組件16的溼氣。在一些情況下，當流體氣流發生器30開始生成流體流時，由流體氣流發生器30生成的流體流中的溼氣含量可以從初始水平(開始生成流時的水平)下降到更低的平衡水平。例如，流體氣流發生器30可以使用吸附技術，在開始時，生成的流體流相對於進行中工作期間的典型溼氣含量的水平具有更高水平的溼氣。
[0045]在一個實施例中，為了減少在流體輸入部40處接收的流體流向系統10中引入的溼氣，當流體氣流發生器30開始生成流體流時，控制器12控制第一閥門46工作在第二模式中，以向系統10外部排出在流體輸入部40處接收的流體流，直到減少了流體流的溼氣含量。一旦減少了在流體輸入部40處接收的流體流的溼氣含量，控制器12控制第一閥門46工作在第一模式下，從而通過管道42向液化組件14遞送在流體輸入部40處接收的流體流。為了確保減少流體流的溼氣水平，控制器12可以控制第一閥門46以從流體氣流發生器30開始生成流體流開始的預定時間段內工作在第二模式中。時間段(的長度)可以基於用戶輸入。該時間段可以為大約30分鐘，大約60分鐘，大約90分鐘或其他時間長度。控制器12基於與流體氣流發生器30 (例如，經由控制接口 13)的通信確定流體氣流發生器30已經開始生成流體流。
[0046]作為非限制性備選，控制器12可以依賴於對流體流中溼氣的直接測量值來控制第一閥門46。流體流中溼氣的直接測量值可以由控制器12從系統10中在流體輸入部40和第一閥門46之間包括的傳感器和/或從流體氣流發生器30自身(如果流體氣流發生器30包括溼氣傳感器)獲得。控制器12可以將傳感器和/或流體氣流發生器30的溼氣測量值與預定閾值進行比較。可以基於用戶輸入確定預定閾值。預定閾值可以是大約_60°C露點溫度和/或其他溼氣水平。
[0047]第二閥門48位於流體乾燥器44與第一閥門46相對側上由管道42形成的流動路徑中。第二閥門48可以工作於第一模式和第二模式。在第一模式下，第二閥門48向液化組件14的管道20傳送管道42形成的流動路徑之內的流體流以供液化。在第二模式下，第二閥門48連通管道42的流動路徑與存儲組件16的出口 38。控制器12控制第二閥門48的工作以乾燥流體乾燥器44，這延長了流體乾燥器44的壽命，增強了第一閥門46的有效性和/或提供了其他益處。
[0048]通常，在工作期間，控制器12控制第二閥門48工作在第一模式，從而向液化組件14引導管道42之內的流體流以供液化。然而，控制器12周期性地控制第二閥門48以在短時間段內工作在第二模式。與第二閥門48的這種切換相結合，控制器12還控制第一閥門46工作在其第二模式。這導致存儲組件16中存儲並汽化成氣態的一些流體被引入到管道42中，並通過管道42前進，以通過第一閥門46從系統10排出。從上文將會認識到，在液化組件14的液化之後，存儲組件16中存儲的流體相對較乾燥。隨著其通過流體乾燥器44流動，通過第二閥門48引入到管道42的乾燥流體將去除流體乾燥器44中已累積的至少一些溼氣並通過第一閥門46從系統10排出溼氣。
[0049]可以由一個或多個觸發事件觸發控制器12，以控制第一閥門46和第二閥門48按照上述方式乾燥流體乾燥器44。在一個實施例中，觸發事件是存儲組件16的存儲罐32之內流體的壓力和/或量上升到需要向大氣排出存儲罐32之內的一些流體的水平。在一個實施例中，觸發事件是從上次乾燥流體乾燥器44後過去一段時間。在一個實施例中，觸發事件是確定(例如，在控制器12之內)液化組件14已經液化了一些量的流體。在一個實施例中，觸發事件是接收到用戶命令(例如，經由控制接口 13)。
[0050]通過升高流體乾燥器44的溫度可以增強由存儲組件16排出的一股流體從流體乾燥器44去除溼氣的效果。為了利用這一點，在一個實施例中，流體引導組件18包括加熱器50，其被配置成在通過流體乾燥器44從存儲組件16排出流體期間升高流體乾燥器44的溫度。加熱器50可以將流體乾燥器44的溫度升高到大約75V以上和/或環境溫度以上的其他溫度。在一個實施例中，加熱器50包括液化組件14中生成廢熱的部件，或者由液化組件14的一個或多個部件生成的廢熱加熱的元件。作為非限制性範例，在熱交換組件22包括壓縮機致冷器的實施例中，加熱器50可以利用與熱交換組件22相關聯的製冷壓縮機生成的餘熱。
[0051]應當認識到，流體引導組件18的配置並非意在針對上述用於減少向系統10引入的溼氣的機構進行限制。可以組合以實施上述機構的有限數量的閥門和/或管道配置的置換中的閥門和/或管道的其他配置落在本公開的範圍之內。
[0052]圖2圖示了準備液化組件以開始將氣態的流體流液化成液態的方法52。下文提供的方法52的操作意在作為例示。在一些實施例中，可以完成方法52而具有一個或多個未描述的額外操作，和/或沒有一個或多個所論述的操作。此外，圖2中所圖示的以及下文描述的方法52的操作的次序並非意在限制。在一個實施例中，由圖1中所示以及上文所述，包括系統10的至少一些特徵的系統執行方法52。然而，在其他實施例中，可以在其他語境中實施方法52而不脫離本公開的範圍。
[0053]在操作54，從流體氣流發生器接收通信，指出流體氣流發生器已經開始生成氣態的流體流以供液化。在一個實施例中，由與控制器12(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的控制器執行操作54。
[0054]在操作56，接收由流體氣流發生器生成的氣態的流體流。可以在被配置成液化流體流的系統處，在流體輸入部處接收流體流。在一個實施例中，由與流體引導組件18(圖1所示以及上文所述的)的流體輸入部40相同或相似的流體引導組件的流體輸入部執行操作56。
[0055]在操作58，排出在流體輸入部處接收的流體流(例如，向大氣)。在一個實施例中，由與流體輸入部流體相通的閥門執行操作58。例如，閥門可以與第一閥門46(圖1所示以及上文所述)相同或相似。
[0056]在操作60，確定是否應當繼續從流體氣流發生器排出流體流。在一個實施例中，這種確定包括確定從流體氣流發生器開始生成流體流是否已過去預定時間段，使得流體流中的溼氣含量已減少。在一個實施例中，在操作60的確定包括檢測從流體氣流發生器接收的流體流中的溼氣含量，並使該確定依據探測器溼氣含量(例如，比較溼氣含量與閾值)。可以由與流體氣流發生器和/或向大氣排出流體流的閥門之一或兩者操作性相通的控制器執行操作60。例如，該控制器可以與控制器12(圖1所示以及上文所述)相同或相似。
[0057]如果在操作60確定應當繼續排出流體流，方法52返回到操作58。如果在操作60確定不應當繼續排出流體流，方法52前進到操作62。在操作62，停止排出流體流，並將流體流遞送到液化模塊以供液化。在一個實施例中，由閥門停止向大氣排出流體流，並由與流體引導組件18(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的流體引導組件將流體流遞送至液化模塊。
[0058]圖3圖示了準備液化組件以開始將氣態的流體流液化成液態的方法66。下文提供的方法66的操作意在作為例不。在一些實施例中，可以完成方法66而具有一個或多個未描述的額外操作，和/或沒有一個或多個所論述的操作。此外，圖3中例示以及下文描述的方法66的操作的次序並非意在限制。在一個實施例中，由圖1所示以及上文所述，包括系統10的至少一些特徵的系統執行方法66。然而，在其他實施例中，可以在其他語境中實施方法66而不脫離本公開的範圍。
[0059]在操作68，在與液化組件相關聯的管道入口處接收氣態的流體流，液化組件被配置成將流體從氣態液化成液態。在一個實施例中，由與管道20的入口 26(圖1所示以及上文所述)相同或相似的管道入口執行操作68。
[0060]在操作70，接收控制信號。控制信號指出應當將與液化組件相關聯的熱交換組件從第二狀態切換到第一狀態。在第一狀態下，熱交換組件從管道之內的流體除熱，以將流體從氣態變換成液態。在第二狀態下，熱交換組件從管道之內的流體去除比第一狀態下去除的顯著少的熱。在一個實施例中，由與控制器12(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的控制器執行操作70。
[0061]在操作72，響應於在操作70接收控制信號，在從入口到出口通過管道之後，(例如，向大氣)排出在管道的入口處接收的流體。在一個實施例中，由控制位於管道出口下遊的閥門的控制器執行操作72。控制器和/或閥門可以與控制器12和/或閥門24(圖1所示以及上文所述的)相同或相似。
[0062]在操作74，確定是否應當繼續排出流體流，或者是否應當將其引導至存儲組件加以存儲。在一個實施例中，在操作74做出的確定包括確定是否應當在一時間段內排出流體流，這將清楚管道的殘餘溼氣。時間段可以是預定時間段。可以由與控制器12(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的控制器執行操作74。
[0063]如果在操作74的確定應當繼續排出流體流，方法66返回到操作72。如果在操作74確定不應當再繼續排出流體流，那麼方法66前進到操作76。在操作76，將熱交換從第二狀態切換到第一工作狀態，以開始對通過管道的流體流進行液化。在一個實施例中，由與控制器12(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的控制器執行操作76。
[0064]在操作78，停止排出通過管道之後的流體流，導致向存儲組件引導流體流以供存儲。在一個實施例中，由控制排出流體流的閥門的控制器執行操作78。控制器和/或閥門可以與控制器12和/或閥門24(圖1所示以及上文所述的)相同或相似。
[0065]圖4圖示了存儲液化流體的方法80。下文提供的方法80的操作意在作為例示。在一些實施例中，可以完成方法80而具有一個或多個未描述的額外操作，和/或沒有一個或多個所論述的操作。此外，圖4中例示以及下文描述的方法80的操作的次序並非意在限制。在一個實施例中，由圖1所示以及上文所述，包括系統10的至少一些特徵的系統執行方法80。然而，在其他實施例中，可以在其他語境中實施方法80而不脫離本公開的範圍。
[0066]在操作82，存儲已經由液化組件液化的流體。在一個實施例中，液化組件與液化組件14(圖1所示以及上文所述的)相同或相似，並由與存儲組件16(圖1所示以及上文所述)相同或相似的存儲組件執行操作82。
[0067]在操作84，通過流體乾燥器排出存儲組件中存儲並汽化成氣態的流體，流體乾燥器被配置成從引入液化模塊以供液化的氣態流體去除溼氣。操作84的開始可以基於一個或多個觸發事件的發生。在一個實施例中，流體乾燥器與流體乾燥器44(圖1所示以及上文所述的)相同或相似，在與流體引導組件18和控制器12(圖1所示以及上文所述)相同或相似的控制器控制下由流體引導組件執行操作84。
[0068]在一個實施例中，在操作86，加熱流體乾燥器，使得在操作84期間升高流體乾燥器的溫度。可以由與加熱器50(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的加熱器執行操作86。
[0069]圖5圖示了將流體從氣態液化到液態並存儲液化流體的方法88。下文提供的方法88的操作意在作為例示。在一些實施例中，可以完成方法88而具有一個或多個未描述的額外操作，和/或沒有一個或多個所論述的操作。此外，圖5中例示以及下文描述的方法88的操作的次序並非意在限制。在一個實施例中，由圖1所示以及上文所述，包括系統10的至少一些特徵的系統執行方法88。然而，在其他實施例中，可以在其他語境中實施方法88而不脫離本公開的範圍。
[0070]在操作90，將流體流從氣態液化到液態。在一個實施例中，由與液化組件14(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的液化組件執行操作90。
[0071]在操作92，存儲液化的流體。在一個實施例中，由與(存儲罐32圖1所示以及上文所述的)相同或相似的存儲罐執行操作92。
[0072]在操作94，檢測存儲罐之內的壓力。在一個實施例中，由與傳感器34和控制器12(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的傳感器和控制器執行操作94。
[0073]在操作96，響應於檢測到的壓力，調節用於存儲的流體液化。例如，如果存儲罐之內的流體汽化導致存儲罐之內壓力升高(例如，高於預定閾值)，那麼操作96包括開始對額外流體進行液化以降低存儲罐之內的溫度。作為另一範例，存儲罐之內的壓力充分低，可以減少為了存儲而液化的流體量。在一個實施例中，在與控制器12(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的控制器控制下，由與液化組件14(圖1所示以及上文所述的)相同或相似的液化組件執行操作96。
[0074]儘管基於當前認為是最實際和優選的實施例出於例示性目的詳細描述了本發明，但應當理解，這樣的細節僅僅是為了該目的，本發明不限於公開的實施例，而是相反，意在涵蓋在權利要求的精神和範圍之內的修改和等價布置。例如，應當理解，本發明考慮到在可能的範圍內，可以將任何實施例的一個或多個特徵與任何其他實施例的一個或多個特徵組
口 o
【權利要求】
1.一種系統，包括: 輸入部，其被配置成接收氣態的流體流，所述流體流是由流體氣流發生器生成的； 液化組件，其被配置成將所述流體從氣態液化成液態； 管道，其被配置成將所述輸入部放置成與所述液化組件流體相通以形成從所述輸入部到所述液化組件的流動路徑，通過所述流動路徑將由所述輸入部接收的氣態的所述流體流遞送至所述液化組件； 閥門，其被設置於所述輸入部和所述液化組件之間的所述管道中，被配置成有選擇地排出所述管道之內的氣體；以及 控制器，其被配置成控制所述閥門，使得所述閥門(i)在所述流體氣流發生器開始生成所述流體流之後，排出在所述輸入部處從所述流體氣流發生器接收的所述流體流，直到所述流體流中的溼氣含量減少為止，並且然後(ii)在所述流體流中的所述溼氣含量減少之後，停止排出所述流體流氣體，從而通過所述管道向所述液化組件遞送在所述輸入部處接收的所述流體流。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，配置所述控制器，使得當在所述輸入部處從所述流體氣流發生器初始接收氣態的所述流體流時，所述控制器控制所述閥門以排出在所述輸入部處接收的所述流體流持續預定時間段，並且然後在所述預定時間段之後停止排出所述流體流。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述控制器與所述流體氣流發生器操作性相通，並且其中，由所述控制器從所述流體氣流發生器開始生成所述流體流起始測量所述預定時間段。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，所述流體為氧。
5.根據權利要求1所述的系統，還包括傳感器，所述傳感器被配置成生成輸出信號，所述輸出信號傳達與在所述輸入部處接收的所述流體流的所述溼氣相關的信息，其中，所述控制器與所述傳感器操作性通信，並且其中，所述控制器被配置成控制所述閥門以基於由所述傳感器生成的所述輸出信號停止排出所述流體流，從而向所述液化組件遞送在所述輸入部處接收的所述流體流。
6.一種方法，包括: 接收由流體氣流發生器生成的氣態的流體流； 在所述流體氣流發生器開始生成所述流體流之後，排出從所述流體氣流發生器接收的氣態的所述流體流，直到所述流體流中的溼氣含量減少為止； 在所述流體流中的所述溼氣含量減少之後，停止排出所述流體流，其中，停止排出所述流體流導致向液化組件遞送所述流體流，所述液化組件被配置成將所述流體從氣態液化成液態；以及 在所述液化組件中液化遞送至所述液化組件的所述流體流。
7.根據權利要求6所述的方法，還包括將所述流體氣流發生器已進行的生成所述流體流的時間量與預定時間段進行比較，並且其中，停止排出所述流體流是響應於所述流體氣流發生器已進行的生成所述流體流的所述時間量超過了所述預定時間段的。
8.根據權利要求7所述的方法，還包括: 從所述流體氣流發生器接收指示所述流體氣流發生器已開始生成所述流體流的通信；以及 基於所接收的通信確定所述流體氣流發生器已進行的生成所述流體流氣體的所述時間量。
9.根據權利要求6所述的方法，其中，所述流體為氧。
10.根據權利要求6所述的方法，還包括檢測所接收的流體流的所述溼氣含量，並且其中，停止排出所接收的流體流響應於所檢測到的所接收的流體流的溼氣含量。
11.一種系統,包括: 用於接收由流體氣流發生器生成的氣態的流體流的模塊； 用於在所述流體氣流發生器開始生成所述流體流之後，排出從所述流體氣流發生器接收的氣態的所述流體流，直到所述流體流中的溼氣含量減少為止的模塊； 用於在所述流體流中的所述溼氣含量減少之後，停止排出所述流體流的模塊，其中，用於停止的所述模塊停止排出所述流體流導致向液化組件遞送所述流體流，所述液化組件被配置成將所述流體從氣態液化成液態；以及 用於在所述液化組件中液化遞送至所述液化組件的所述流體流的模塊。
12.根據權利要求11所述的系統，還包括用於將所述流體氣流發生器已進行的生成所述流體流的時間量與預定時間段進行比較的模塊，並且其中，用於停止的所述模塊停止排出所述流體流響應於所述流體氣流發生器已進行的生成所述流體流的所述時間量超過了所述預定時間段。
13.根據權利要求12所述的系統，還包括: 用於從所述流體氣流發生器接收指示所述流體氣流發生器已開始生成所述流體流的通信的模塊；以及 用於基於所接收的通信確定所述流體氣流發生器已進行的生成所述流體流的所述時間量的模塊。
14.根據權利要求11所述的系統，其中，所述流體為氧。
15.根據權利要求11所述的系統，還包括用於檢測所接收的流體流的所述溼氣含量的模塊，並且其中，用於停止的所述模塊停止排出所接收的流體流響應於所檢測到的所接收的流體流的溼氣含量。
【文檔編號】F25J1/00GK103492824SQ201080043031
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2010年8月17日 優先權日:2009年9月28日
【發明者】R·D·伯恩斯, L·布羅凱雷, B·E·迪克森, T·D·韋內, G·R·胡斯特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司