具有减少热导率的吸附气体分离器制造技术

本发明专利技术提供了包括具有多个流体通道的定子的吸附气体分离器，其中，在多个流体通道之间的热导率低于阈值热导率，以便减少热量穿过定子的传递。吸附气体分离器的定子可以使用具有低热导率的端口组件以及用于热量和流体流的密封的浮动密封件。

Adsorbed Gas Separator with Reduced Thermal Conductivity

The invention provides an adsorbed gas separator comprising a stator with a plurality of fluid channels, in which the thermal conductivity between the plurality of fluid channels is lower than the threshold thermal conductivity in order to reduce heat transfer through the stator. The stator of the adsorbent gas separator can use port assemblies with low thermal conductivity and floating seals for heat and fluid flow.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有减少热导率的吸附气体分离器
本专利技术通常涉及一种用于吸附气体分离的吸附气体分离器。更特别是，本专利技术涉及用于吸附气体分离器的定子和端口组件的设计。
技术介绍
本领域中已知常规的温度摇摆吸附气体分离方法用于多组分气体混合物的吸附分离。在吸附步骤中，在较低温度下的供给流(例如多组分流体混合物)通常可以进入吸附气体分离器和包括吸附材料的接触器，其中，吸附材料可以吸附供给流的组分，从而使得吸附组分与供给流的其余组分分离。在一个或多个随后的再生步骤中，通常在较高温度下的至少一个流体流可以进入吸附气体分离器和接触器，以便升高吸附材料的温度，从而使得吸附组分从吸附材料中释放或解吸附，并能够循环地重复使用该吸附材料。在可选的冷却或调节步骤中，通常可以使得在较低温度下的流体流进入吸附气体分离器和接触器，以便降低吸附材料的温度，准备用于随后的吸附步骤。通常，吸附、再生和调节步骤可以再顺序地重复进行。常规的吸附气体分离器通常可以设置有多个吸附床、多个吸附接触器或多个区域，例如多个离散的吸附床或接触器，或者至少一个接触器，其中，在接触器上的点可以运动通过在吸附气体分离器内的多个基本流体分离的区域，其中，吸附床、吸附接触器或区域布置成彼此紧邻和/或相邻，同时执行吸附气体分离方法的不同步骤，通常在不同温度下。还可以设置具有至少一个吸附床、吸附接触器或多个区域的吸附气体分离器，其中，供给至吸附气体分离器和从吸附气体分离器中重获(recover)的多种流体流处于固定位置，同时至少一个吸附床或接触器运动，例如，在旋转结构中，该至少一个吸附床或接触器可以旋转通过多种流体流和区域。使用具有至少一个吸附床或吸附接触器的吸附气体分离器的常规吸附气体分离方法通常可能面临多个竞争性的设计难题，包括例如吸附气体处理的较短循环时间、多种流体流在动态和静态部件之间的密封、以及在吸附气体分离器的区域之间的不希望热传递，该热传递可能不希望地导致热滞后，并降低吸附接触器和整个分离器的性能。而且，典型的常规吸附气体分离方法的热循环可能不希望地降低了一些常规分离器部件的寿命预期。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，提供了一种吸附气体分离器，它包括：至少一个定子，该定子有多个流体通道，用于传送一个或多个流体流；至少一个接触器，该接触器包括至少一种吸附材料；以及外壳，该外壳附接在定子上，用于容纳该至少一个接触器，其中，在该多个流体通道各自之间的热导率等于或小于阈值热导率。在特殊的这种实施例中，在该多个流体通道各自之间的热导率可以等于或小于例如大约10W/m·K的阈值热导率。根据另一实施例，阈值热导率可以小于或等于例如8W/m·K或5W/m·K。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种吸附气体分离器，它包括：至少一个定子；多个端口组件，各端口组件包括端口和流体通道，其中，端口组件附接在该至少一个定子上；以及至少一个接触器，该接触器包括至少一种吸附材料，并与端口组件的端口和流体通道流体连接，其中，在多个端口组件的流体通道之间的热导率等于或小于阈值热导率。在特殊的这种实施例中，在各端口组件的流体通道之间的热导率可以等于或小于例如大约10W/m·K的阈值热导率。根据另一实施例，阈值热导率可以小于或等于例如5W/m·K或2W/m·K。根据本专利技术的还一实施例，提供了一种吸附气体分离器，它包括：外壳，用于容纳吸附气体分离器；转子组件，该转子组件附接在外壳上，其中，转子组件包括至少一个接触器，该接触器包括至少一种吸附材料；定子，该定子附接在外壳上，且至少一个端口组件附接在定子上，其中，各端口组件与接触器流体连接，该至少一个端口组件另外包括等于或小于阈值热导率的热导率。在特殊的这种实施例中，各端口组件的热导率可以等于或小于例如大约10W/m·K的阈值热导率。根据另一实施例，阈值热导率可以小于或等于例如5W/m·K或2W/m·K。根据本专利技术的还一实施例，提供了一种端口组件，它包括：外壳或壳体；至少一个密封件推压装置；隔膜，该隔膜附接在外壳或壳体上；以及浮动密封件，该浮动密封件附接在隔膜上和该至少一个密封件推压装置上。附图说明图1a是表示根据本专利技术实施例的吸附分离器的俯视图。图1b是表示根据本专利技术实施例的、图1a中所示的吸附分离器沿剖面A-A的剖视图。图2是表示端口组件的分解图，该端口组件可以包含至根据本专利技术实施例的、图1a和1b所示的示例吸附分离器中。在全部附图中，相同的参考标号表示相对应的部件。具体实施方式图1a和1b表示了根据本专利技术实施例的吸附气体分离器(本文中称为“吸附分离器”)，吸附分离器10包括：至少第一端口组件21，该第一端口组件21有合适的低热导率；以及基本隔热的定子20。图1a表示了根据一个实施例的示例吸附分离器10的俯视图，而图1b表示了示例吸附分离器10沿图1a的剖面A-A的剖视图。参考图1a和1b，吸附分离器10包括：第一定子20，该第一定子20还包括第一示例端口组件21、第二示例端口组件23、第三示例端口组件25、第四示例端口组件27；旋转组件30，该旋转组件30包括至少一个接触器31、绝缘层32、第一环形盘33、第二环形盘34、可选的外壳35；以及第二定子40，该第二定子40包括第一定子端口组件41，第二定子端口组件(图1a或1b中未示出)、第三端口组件45和第四端口组件47。在一个方面，各接触器31还可以包括：一个或多个平行的流体通道(图1a或1b中未示出)，该流体通道定向成基本平行于纵向轴线15；以及至少一种吸附材料(图1a或1b中未示出)，例如包含在平行流体通道的壁(图1a或1b中未示出)中或壁上。在特殊方面，接触器31还可以选择地包括基本连续的导热细丝，该导热细丝定向成基本平行于纵向轴线15，例如包含在平行流体通道的壁中和/或接触器31的绝缘体32中或者与它们接触。在一个这样的方面，可选的基本连续导热细丝也可以与在接触器31中的至少一种吸附材料直接接触。在一个实施例中，转子组件30和至少一个接触器31可以用于绕纵向轴线15旋转，例如通过四个示例区域，例如第一区域11、第二区域12、第三区域13以及第四区域14，且任何合适的机械装置例如电动机(图1a或1b中未示出)可以用于使得转子组件30旋转。在一个这样的实施例中，示例区域例如可以基本均匀地绕定子20间开。在一个方面，吸附分离器10包括在定子20上的四个示例端口组件：具有端口22的第一端口组件21、具有端口24的第二端口组件23、具有端口26的第三端口组件25以及具有端口28的第四端口组件27。在另一方面，吸附分离器10还可以使用在第二定子40上的四个端口组件，例如具有端口42的第一端口组件41、具有相应端口的第二端口组件(图1a或1b中都未示出)、具有端口46的第三端口组件45以及具有相应端口的第四端口组件(图1a或1b中未示出)。在一个实施例中，定子20和定子40可以基本平行于横向轴线16，该横向轴线16定向成基本垂直于纵向轴线15。根据一个方面，定子(例如定子20和定子40)可以包括附接在接触器的一端处的静止支承结构，该静止支承结构可以帮助支承例如吸附外壳、接触器和/或连接件，例如在接触器和流体供给源或流体导管之间的流体连接件，其中，定子可以包括用于传送流体流通过的至少一个端口，该流体流可以用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附气体分离器，包括：(a)至少一个定子，该定子有多个流体通道，用于传送至少一个流体流；(b)至少一个接触器，该接触器还包括可与所述定子流体连接的至少一种吸附材料；以及其中，在所述定子的所述多个所述流体通道之间的热导率等于或小于阈值热导率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 US 62/316,4781.一种吸附气体分离器，包括：(a)至少一个定子，该定子有多个流体通道，用于传送至少一个流体流；(b)至少一个接触器，该接触器还包括可与所述定子流体连接的至少一种吸附材料；以及其中，在所述定子的所述多个所述流体通道之间的热导率等于或小于阈值热导率。2.根据权利要求1所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率为10W/m·K。3.根据权利要求1所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率为5W/m·K。4.根据权利要求1所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率为2W/m·K。5.根据权利要求1所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率为0.3W/m·K。6.根据权利要求2～5中任意一项所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率沿所述吸附气体分离器的横向平面来确定。7.根据权利要求1所述的吸附气体分离器，其中：所述流体通道使用端口组件。8.根据权利要求7所述的吸附气体分离器，其中：所述端口组件包括浮动密封件。9.根据权利要求1所述的吸附气体分离器，还包括：外壳，用于容纳所述至少一个接触器。10.一种吸附气体分离器，包括：(a)至少一个定子；(b)多个端口组件，各端口组件包括附接在所述至少一个定子上的端口和流体通道；以及(c)至少一个接触器，该接触器还包括至少一种吸附材料，该吸附材料与所述多个端口组件的所述端口和所述流体通道流体连接，其中，在所述多个端口组件的所述流体通道之间的热导率等于或小于阈值热导率。11.根据权利要求10所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率为10W/m·K。12.根据权利要求10所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率是5W/m·K。13.根据权利要求10所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率是2W/m·K。14.根据权利要求10所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率为0.3W/m·K。15.根据权利要求11～14中任意一项所述的吸附气体分离器，其中：所述阈值热导率沿所述吸附气体分离器的横向平面来确定。16.一种吸附气体分离器，包括：(a)外壳，用于容纳所述吸附气体分离器；(b)转子组件，该转子组件附接在所述外壳上，所述转...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·布雷特，苏蕾·卡维，
申请(专利权)人：英万茨热科技有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA