FI122720B - Turbokompressorin säätöratkaisu - Google Patents

Turbokompressorin säätöratkaisu Download PDF

Info

Publication number
FI122720B
FI122720B FI20105800A FI20105800A FI122720B FI 122720 B FI122720 B FI 122720B FI 20105800 A FI20105800 A FI 20105800A FI 20105800 A FI20105800 A FI 20105800A FI 122720 B FI122720 B FI 122720B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
actuator
gas
turbine
turbocharger
shaft
Prior art date
Application number
FI20105800A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105800A (fi
FI20105800A0 (fi
FI20105800L (fi
Inventor
Jarmo Alamaeki
Kenneth Eriksson
Kimmo Laine
Juha Tanttari
Original Assignee
Tamturbo Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42555493&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI122720(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Tamturbo Oy filed Critical Tamturbo Oy
Priority to FI20105800A priority Critical patent/FI122720B/fi
Publication of FI20105800A0 publication Critical patent/FI20105800A0/fi
Priority to ES11774066.2T priority patent/ES2547887T5/es
Priority to KR1020137003593A priority patent/KR101863336B1/ko
Priority to US13/809,253 priority patent/US9528526B2/en
Priority to BR112012033778A priority patent/BR112012033778A2/pt
Priority to PT117740662T priority patent/PT2593648E/pt
Priority to PCT/FI2011/050631 priority patent/WO2012007638A2/en
Priority to EP11774066.2A priority patent/EP2593648B2/en
Priority to JP2013519120A priority patent/JP5920937B2/ja
Priority to HUE11774066A priority patent/HUE026452T2/en
Priority to PL11774066T priority patent/PL2593648T5/pl
Publication of FI20105800A publication Critical patent/FI20105800A/fi
Publication of FI20105800L publication Critical patent/FI20105800L/fi
Publication of FI122720B publication Critical patent/FI122720B/fi
Application granted granted Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/024—Units comprising pumps and their driving means the driving means being assisted by a power recovery turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/06—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F02C7/141—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
    • F02C7/143—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/08—Adaptations for driving, or combinations with, pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/16—Control of working fluid flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/16—Control of working fluid flow
    • F02C9/18—Control of working fluid flow by bleeding, bypassing or acting on variable working fluid interconnections between turbines or compressors or their stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid-driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
    • F25J3/04018—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of main feed air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04109—Arrangements of compressors and /or their drivers
    • F25J3/04115—Arrangements of compressors and /or their drivers characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04109—Arrangements of compressors and /or their drivers
    • F25J3/04115—Arrangements of compressors and /or their drivers characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J3/04133—Electrical motor as the prime mechanical driver
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04109—Arrangements of compressors and /or their drivers
    • F25J3/04139—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same compressor, possibly split on multiple compressor casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04781—Pressure changing devices, e.g. for compression, expansion, liquid pumping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/40—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F25J2240/10—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream the fluid being air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu toimilaitteeseen (10), joka käsittää ainakin yhden turbokompressorin (1a, 1b), jossa on ulostulo mainitussa ainakin yhdessä turbokompressorissa (1a, 1b) paineistetun kaasun johtamiseksi ainakin yhteen jäähdyttimeen (3a, 3b),, ja akselin (5a) mainitun ainakin yhden turbokompressorin (1a, 1b) pyörittämiseksi toimilaitteelle (10) johdettavan kaasun paineen nostamiseksi. Toimilaite (10) käsittää lisäksi turbiinin (2), ja säätöventtiilin (4), jolla turbokompressorin (1a, 1b) kehittämän paineistetun kaasun virtaamista turbiinille (2) on järjestetty säädettäväksi. Keksintö kohdistuu myös menetelmään toimilaitteen (10) säätämiseksi sekä säätöjärjestelmään toimilaitetta (10) varten.

Description

TURBOKOMPRESSORIN SÄÄTÖRATKAISU Keksinnön kohde Tämän keksinnön kohteena on toimilaitteen, erityisesti turbokompressorin säätöjärjestelmä ja -menetelmä. Keksinnön kohteena on myös toimilaite, joka 5 käsittää ainakin yhden turbokompressorin, jossa on ulostulo mainitussa ainakin yhdessä turbokompressorissa paineistetun kaasun johtamiseksi ainakin yhteen jäähdyttimeen, ja akselin mainitun ainakin yhden turbokompressorin pyörittämiseksi toimilaitteelle johdettavan kaasun paineen nostamiseksi. Keksinnön mukainen toimilaite koskee turbo-tyyppistä kompressoria, jossa 10 turbopyörien siivet pyörivät suurella nopeudella ja näin nostavat kaasun painetta. Paineen nosto voi tapahtua yhdessä tai useammassa vaiheessa.
Keksinnön taustaa
Kompressoreita tunnetaan lähinnä kahta eri tyyppiä: iskutilavuuden omaavat kompressorit (engl. positive displacement compressors) sekä dynaamiset 15 kompressorit (engl. dynamic compressors). Iskutilavuuden omaavia kompressoreita ovat mm. ruuvikompressorit, mäntäkompressorit ja lamellikom-pressorit. Iskutilavuuden omaavia kompressoreita nimitetään myös staattisiksi kompressoreiksi. Dynaamiset kompressorit voidaan puolestaan jakaa keskipakois- ja aksiaalivirtaustyyppeihin (radiaalikompressorit ja aksiaalikom-20 pressorit). Dynaamisissa kompressoreissa ilmalle muodostetaan suuri no-peusenergia, joka muuttuu sitten paineeksi. Dynaamisista kompressoreista voidaan käyttää myös nimitystä turbokompressorit.
w Tunnetuissa turbokompressorien säätöratkaisuissa turbokompressorin tuot- o tamaa ilmamäärää ja paineenkorotusta säädetään mm. turbokompressorin £3 25 imuaukolle asennettavilla johtosiivillä, siipipyörän jälkeen asennettavilla dif- x fuusorisiivillä, toimilaitteen pyörimisnopeutta muuttamalla, kierrättämällä osa painepuolen ilmasta takaisin imupuolelle tai puhaltamalla osa paineistetusta o § ilmasta ulos prosessista venttiilin kautta.
tn o o Tunnettuja turbokompressorien säätötapoja, jotka liittyvät polttomoottoreihin C\1 30 ja niiden turbokäyttöihin on esitetty alan ammattikirjallisuudessa, turbokom- pressorivalmistajien julkaisuissa sekä patenttijulkaisuissa, esim. japanilaises- 2 sa patenttihakemusjulkaisussa JP2008286039A sekä kansainvälisessä pa-tenttihakemusjulkaisussa WO1999049222A1.
Tunnettujen turbokompressorien säätöratkaisujen eräitä epäkohtia ovat mm se, että niissä on kapeampi säätöalue verrattuna esim. ruuvikompressorien 5 säätöalueeseen sekä se, että niitä käyttämällä prosessin ja toimilaitteen ko-konaishyötysuhde on alhaisempi johtuen mm. kaasun tarpeen vaihtelusta verrattuna esim. ruuvikompressoreiden hyötysuhteeseen.
Patenttijulkaisussa JP2008286039A esitetty säätöratkaisu on suunniteltu erityisesti polttomoottorien turboahtimien sakkauksen estoon, ei öljyttömän pai-10 neilman tuottoon turbokompressoreilla.
Julkaisussa WO 19990/44222 A1 esitetyssä keksinnössä turbiinin avulla aikaansaatava paineentuottoratkaisu on toteutettu siten, että turbiiniyksikkö on integroitu yhteen kompressoriyksikköön, mikä vastaa sinänsä tunnettua tur-boahdinrakennetta. Muilla kompressoriyksiköillä on omat erilliset moottoriyk-15 sikkönsä. Nämä moottoriyksiköt voivat olla joko ylennysvaihteella tai ilman ylennysvaihdetta. Kyseisen julkaisun mukaisessa ratkaisussa ylimääräinen ilma/kaasu eli siis ilma/kaasu, jota prosessi ei hetkellisesti tarvitse, johdetaan turbiinille jatkuvasti, jotta aikaansaadaan yhden kompressoriyksikön vaatima akseliteho. Tämä ratkaisu ei näin ollen mahdollista paineilman tuoton säätöä 20 laajalla säätöalueella ilman, että kompressoriyksiköiden toimintapistettä, kuten hyötysuhdetta tai pyörimisnopeutta, muutetaan.
Keksinnön Ivhvt yhteenveto o Tämän patenttihakemuksen kohteena olevan keksinnön eräänä tarkoitukse-o na on poistaa edellä mainitut, tunnettujen turbokompressorien säätöratkai- £3 25 sujen epäkohdat ja aikaansaada tunnettuun tekniikkaan nähden parannus x kaasumäärän tuottotapoihin ja niiden säätöjärjestelmiin. Keksinnön mukai sella laitteella voidaan täydentää kierrosluvun avulla aikaansaatua tuoton o § säätöä laajemmin mahdollisesti jopa nollatuottoon asti ja samalla vähentää o energian kulutusta keräämällä turbiinipyörässä kaasun paisumisessa synty- ^ 30 nyttä energiaa takaisin prosessiin.
3
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen laite toimii siten, että jo puristettua kaasua johdetaan venttiilin kautta turbiinipyörälle, jossa kaasu paisuessaan pyörittää ko. turbiinipyörän välityksellä turbiinia ja antaa takaisin paineen nostoon tarvittavaa energiaa.
5 Turbiinipyörä voidaan sijoittaa samalle akselille yhden tai useamman kaasua puristavan turbopyörän kanssa tai erilliselle akselille pyörittämään generaattoria tai turbopyörää tai näiden yhdistelmää.
Kaasu turbiinipyörälle voidaan johtaa useampivaiheisessa turbokompresso-rissa mistä vaiheesta hyvänsä joko ennen tai jälkeen väli- ja jälkijäähdyt-10 tim(i)en.
Keksinnön mukainen laite voidaan myös rakentaa samaan pesään turbo-kompressorin kanssa sekä yksi- että useampivaiheisessa toteutuksessa.
Täsmällisemmin ilmaistuna nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle toimilaitteelle on pääasiassa tunnusomaista se, että toimilaite käsittää lisäksi turbii-15 nin, ja säätöventtiilin, jolla turbokompressorin kehittämän paineistetun kaasun virtaamista turbiinille on järjestetty säädettäväksi.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, että toimilaite käsittää lisäksi turbiinin, ja säätöventtiilin, jolloin menetelmässä turbokompressorin kehittämän paineistetun kaasun vir-20 taamista turbiinille säädetään mainitun säätöventtiilin avulla
Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle säätöjärjestelmälle on pääasiassa ° tunnusomaista se, että säätöjärjestelmä käsittää lisäksi turbiinin, ja säätö- ά venttiilin, jolla turbokompressorin kehittämän paineistetun kaasun virtaamista oJ) turbiinille on järjestetty säädettäväksi.
CM
| 25 Keksinnön mukaisessa toimilaitteessa säätö tapahtuu vakiokierrosnopeudella 0 tai muuttamalla kierrosnopeutta vain sen verran, että toimilaitteen hyötysuhde de tai tuottopaine ei olennaisesti heikkene. Kun prosessissa paine alkaa ° nousta eli kaasuntarve vähenee, avataan turbokompressorin eri vaiheiden ™ välissä tai jälkeen olevaa venttiiliä, jolloin osa ilmavirrasta ohjautuu toimilait- 30 teeseen, kuten turbokompressoriyksikköön integroituun tai erilliseen turbiini- 4 yksikköön. Tällöin, mikäli turbiiniyksikkö on asennettu samalle akselille tur-bokompressorin kanssa, moottorin tehontarve alenee. Mikäli turbiiniyksikkö on asennettu erilliselle generaattorin akselille, voidaan turbiiniyksikön pyörittämän generaattorin avulla palauttaa sähkötehoa prosessiin.
5 Tämän keksinnön merkittävimmät eroavuudet verrattuna patenttijulkaisussa JP2008286039A esitettyyn tekniseen ratkaisuun liittyvät ylimääräisen pro-sessi-ilman/kaasun hyödyntämiseen turbokompressorien toiminnan vaatiman akselitehon aikaansaamisessa.
Tämän hakemuksen mukaisessa ratkaisussa turbokompressorien läpi kulke-10 va kaasumäärä pysyy lähes vakiona, jolloin toiminta voi tapahtua aina parhaalla mahdollisella hyötysuhdealueella. Patenttijulkaisussa JP-2008 286039A esitetyssä ratkaisussa ylimääräinen, turbiinin kautta kierrätetty ilma/kaasu palautuu takaisin kompressoriyksikköön, jolloin kompressorin läpi virtaavan ilman/kaasun määrä (ja kompressorin pyörimisnopeus) muuttuu 15 aina kun prosessia säädetään ja tällöin kompressori toimii harvoin optimi-hyötysuhdealueella.
Julkaisussa WO 19990/44222 A1 esitettyyn ratkaisuun verrattuna tämän hakemuksen mukaisessa ratkaisussa on mm. se etu, että prosessin hetkellisesti ei tarvitseman, ylimääräisen ilman/kaasun johtamista turbiinille voidaan 20 säätää, mikä näin ollen mahdollistaa paineilman tuoton säätömahdollisuu-den laajalla säätöalueella ilman, että turbokompressoriyksiköiden toimintapistettä tarvitsee muuttaa.
5 Piirustusten kuvaus
(M
o Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin pii- £3 25 rustuksiin, joissa
X
o- kuva 1 a esittää pelkistettynä kaaviona keksinnön erään edullisen § suoritusmuodon mukaista säätöjärjestelmää, 00 tn 2 kuva 1 b esittää pelkistettynä kaaviona keksinnön erään toisen edullisen ^ suoritusmuodon mukaista laitteistoa, 5 kuva 1 c esittää pelkistettynä kaaviona keksinnön erään kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaista laitteistoa, kuva 1d esittää pelkistettynä kaaviona keksinnön erään neljännen edullisen suoritusmuodon mukaista laitteistoa, 5 kuva 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen laitteiston säätökäyrästöä, kuva 3 esittää erästä prosessijärjestelmää, jossa keksintöä voidaan soveltaa, ja kuva 4 esittää vuokaaviona keksinnön erään edullisen suoritusmuodon 10 mukaista menetelmää.
Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus
Kuvassa 1a on pelkistettynä kaaviona esitetty keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista säätöjärjestelmää toimilaitteen 10 säätämiseksi. Toimilaite 10 on esimerkiksi turbokompressori, joka käsittää moottorin 5 ja 15 moottorin 5 akselin 5a yhteyteen järjestetyt turbokompressorit 1a, 1b. Nämä turbokompressorit 1 voivat olla siipipyöriä tai vastaavia, jotka pyöriessään aikaansaavat ilman tai muun kaasun paineen lisäyksen eli kaasua puristetaan pienempään tilavuuteen. Turbokompressori 10 käsittää myös yhden tai useamman jäähdyttimen 3a, 3b, jotka on kytketty paineilmajärjestelmään 20 kompressoreiden 1 väliin. Turbokompressorissa 10 on lisäksi turbiini 2 sekä säätöventtiili 4. Turbokompressoriin 10 on järjestetty vielä sisäänotto 6 ilman ° tai kaasun johtamiseksi turbokompressoriin 10 ja vastaavasti ulostulos 7 pai- g neistetun ilman johtamiseksi pois turbokompressorista 10 esim. prosessiin oi) 11. Turbiinin 2 yhteyteen on myös voitu järjestää ulostulo 8 ilman tai kaasun
C\J
25 poistamiseksi turbiinista 2.
CC
CL
o Kuvataan seuraavaksi kuvan 1a mukaisen järjestelmän toimintaa viitaten
O
o° samalla kuvan 4 vuokaavioon. Turbokompressoriin 10 johdetaan ilmaa tai 2 muuta kaasua sisäänoton 6 kautta, josta ilma tai muu kaasu kulkeutuu en- ^ simmäiselle turbokompressorille 1a (lohko 401 kuvassa 4). Moottorin 5 ak- 30 selin 5a pyörimisliike aikaansaa myös turbokompressorien 1a, 1b pyörimisen.
6 Tällöin turbokompressorin 1a, 1b siipien liike nostaa kaasun painetta sekä lämpötilaa (lohko 402). Paineistettu kaasu johdetaan ensimmäisen turbokompressorin ulostulon 1c ja virtauskanavan 12 kautta ensimmäiselle jäähdyttimelle 3a, jossa kaasun lämpötilaa lasketaan (lohko 403). Ensim-5 mäisestä jäähdyttimestä 3a kaasu johdetaan toiselle turbokompressorille 1b esim. sisäänoton 1d kautta (lohko 404). Toisen turbokompressorin 1b siipi-pyörä on myös yhteydessä moottorin akseliin 5a, jolloin moottorin akselin 5a pyörimisliike aikaansaa siipipyörän pyörimisen, mikä edelleen nostaa kaasun painetta. Toiselta turbokompressorilta 1b paineistettu kaasu johdetaan esim. 10 ulostulon 1e kautta toiselle jäähdyttimelle 3b kaasun lämpötilan laskemiseksi (lohko 405). Toiselta jäähdytti meitä 3b paineistettu kaasu voidaan johtaa ulostulon 7 kautta esim. prosessiin 11 (lohko 406).
Tilanteessa, jossa prosessissa 11 paine alkaa nousta, eli prosessin 11 kaa-suntarve pienenee, voidaan säätöventtiilin 4 avulla ohjata osa turbokompres-15 sorissa 10 olevasta kaasusta turbiinille 2 (lohko 407). Kuvan 1 a mukaisessa laitteistossa tämä kaasuvirtaus turbiinille 2 aikaansaa sen, että turbiini 2 vähentää moottorin 5 tehontarvetta, eli turbiini 2 ikään kuin palauttaa osan kaasun puristamisessa tarvittavasta energiasta moottorin akselille 5a. Turbiiniin 2 johdettu osa kaasusta voidaan johtaa turbiinin ulostulon 8 kautta esim. 20 ulkoilmaan tai takaisin turbokompressorin sisäänottoon 6.
Kun paine prosessissa 11 alkaa laskea, voidaan säätöventtiiliä 4 säätää pienemmäksi tai sulkea kokonaan, jolloin turbiinille 2 johdettavan kaasun määrä pienenee tai kaasun välittäminen turbiinille 2 loppuu. Mikäli säätötarvetta jäl-^ leen ilmenee, voidaan se toteuttaa edellä kuvatulla tavalla säätöventtiilin 4
O
™ 25 avulla. Tällä tavoin voidaan järjestelmän tehonsäätöä ja samalla hyötysuh- o detta säätää moottorin 5 kierrosnopeuden säädön lisäksi myös ohjaamalla £3 osa kaasusta turbiinille 2.
X
£ Moottorin akselin 5 kierrosnopeutta ei säädön aikana tarvitse muuttaa joko § lainkaan tai vain sen verran, että turbokompressorin 10 hyötysuhde tai tuotin 30 topaine ei olennaisesti pienene, δ ^ Edellä mainittuja vaiheita voidaan toistaa tarpeen mukaan.
7
Kuvan 1a mukaisessa suoritusmuodossa turbiini 2 on järjestetty samalle akselille kompressoreiden 1a, 1b kanssa. Tämä akseli on edullisesti moottorin akseli 5a, mutta se voi olla muukin akseli, joka on voimaa välittävässä yhteydessä moottorin akselin 5a kanssa. Kuvan 1 a mukainen järjestely voidaan 5 toteuttaa myös siten, että turbiinin 2 ja turbokompressorit 1a, 1b yhdistävään akseliin on vielä kytketty generaattori, joka tuottaa sähköenergiaa erityisesti tilanteessa, jossa kaasua käytetään turbiinin 2 pyörittämiseen. Tätä sähköenergiaa voidaan syöttää esim. moottorille 5 tai prosessiin 11 (kuva 3).
Kuvassa 1b on esitetty keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon 10 mukainen säätöjärjestelmä. Erona kuvan 1a suoritusmuotoon on lähinnä se, että turbiinia 2 ei ole yhdistetty moottorin akseliin 5a, vaan se on toteutettu erillisenä osana. Tällöin turbiini 2 on järjestetty pyörittämään generaattoria 9. Tällöin tilanteessa, jossa säätöventtiilin 4 kautta ohjataan osa kaasusta turbiinille 2, turbiinin 2 pyörimisliike aikaansaa sen, että generaattori muodostaa 15 sähköenergiaa, jota voidaan syöttää moottorille 5. Tällöin moottorin 5 muusta energialähteestä tarvitseman sähkötehon määrä pienenee.
Kuvassa 1c on esitetty keksinnön vielä erään kolmannen edullisen suoritusmuodon mukainen säätöjärjestelmä. Erona kuvan 1a suoritusmuotoon on lähinnä se, että turbiinille 2 johdettavaa kaasua jäähdytetään jäähdyttimessä 20 3c. Tällöin turbiinista 2 ulostulevan kaasun lämpötila voi olla alhaisempi kuin tilanteessa, jossa ei käytetä jäähdytintä 3c. On selvää, että jäähdytin 3b voidaan toteuttaa myös kuvassa 1 b esitetyn suoritusmuodon yhteydessä lisäämällä jäähdytin säätöventtiilin 4 ulostulon ja turbiinin 2 sisäänoton väliin.
^ Kuvassa 1d on esitetty keksinnön vielä erään neljännen edullisen suoritus- g 25 muodon mukainen säätöjärjestelmä. Erona kuvan 1b suoritusmuotoon on ro lähinnä se, että turbiini 2 on yhdistetty generaattorin sijasta ensimmäiseen
(M
x turbokompressoriin 1a eli turbiini 2 on järjestetty pyörittämään ensimmäistä ^ turbokompressoria 1a. Tällöin tilanteessa, jossa säätöventtiilin 4 kautta oh- § jataan osa kaasusta turbiinille 2, turbiinin 2 pyörimisliike aikaansaa ensim- 00 _ g 30 mäisen turbokompressorin 1a siipipyörän pyörimisen, jolloin ensimmäinen o turbokompressori 1a nostaa sisään tulevan kaasun painetta. Joissakin suo ritusmuodoissa ensimmäiselle turbokompressorille 1a voidaan voimaa välittää sekä moottorista 5 että turbiinista 2. Tällainen yhdistetty voimanväli- 8 tysjärjestely saattaa tarvita vaihteiston tai vastaavan, jolla kahdesta eri voimanlähteestä välitettävä voima saadaan siirrettyä hallitusti ensimmäiselle turbokompressorille 1a.
Kuten edellä olevasta voidaan havaita, keksinnön mukaisella säätöjärjestel-5 mällä voidaan saavuttaa tunnettuun tekniikkaan nähden parempi säätö ja laajempi säätöalue.
Vaikka edellä esitetyissä suoritusmuodoissa oli käytössä kaksi turbokom-pressorivaihetta, on selvää, että vaiheita voi olla enemmänkin kuin kaksi, esimerkiksi kolme, neljä tai enemmän.
10 Kuvassa 2 on esitetty eräs esimerkki säätökäyrästöstä. Vaaka-akseli esittää tilavuusvirtauksen määrää ja pystyakseli painetta. Tilavuusvirtauksen arvo X esittää suunnitteluarvoa (100 %) ja paine-arvo Y esittää sitä vastaava tavoi-tepainetta. Käyrä A ilmaisee erään tunnetun tekniikan mukaisen turbokom-pressorijärjestelmän ominaiskäyrää (tilavuusvirtauksen suhde paineeseen) 15 moottorin kierrosnopeudella n0, käyrä B ilmaisee järjestelmän ominaiskäyrää tietyllä kierrosnopeutta n0 suuremmalla maksimikierrosnopeudella ni ja käyrä C ilmaisee järjestelmän ominaiskäyrää tietyllä kierrosnopeutta n0 pienemmällä minimikierrosnopeudella n.i. Kirjaimella Z on esitetty erästä keksinnön mukaisella järjestelmällä saavutettavissa olevaa tilavuusvirtaus-painesuh-20 detta, jota vastaava moottorin akselin 5a kierrosnopeus on n.i. Eräässä tunnetun tekniikan mukaisessa laitteessa kierrosnopeuden n säädöllä päästään tilavuusvirtausta pienentämään vain muutamia prosentteja alle suunnitteluar-von 100 %. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on mahdollista päästä alle ° puoleen, eräässä edullisessa suoritusmuodossa jopa arvoon n. 20 % suunti 25 nitteluarvosta ilman, että kierrosnopeutta juurikaan tarvitsee pienentää. Näin rö saavutetaan hyvä hyötysuhde.
(M
| Eräissä edullisissa suoritusmuodoissa paineen suunnitteluarvo voi olla o luokkaa 6—10 bar, mutta voi olla tätä suurempikin, esim. 13 bar, tai pie- o °o nempikin, jopa alle 1 bar, o cm 30 Nyt esillä oleva keksintö soveltuu hyvin laajalla tehoalueella käytettäväksi.
Turbokompressorin 10 teho voi olla esimerkiksi välillä 100 kW—1 MW, mutta se voi olla myös alle 100 kW tai jopa yli 1 MW.
9
Kuvassa 3 on vielä esitetty eräs esimerkki prosessista 11, jossa keksinnön mukaista toimilaitetta voidaan käyttää. Prosessi 11 voi olla mikä tahansa prosessi, jossa tarvitaan paineistettua kaasua. Prosessin 11 tai turbogeneraatto-rin 10 ulostulon 7 yhteydessä on esim. paineanturi 12 tai vastaava, joka mit-5 taa prosessiin 11 syötettävän kaasun painetta. Paineanturin 12 antama mittaustieto välitetään ohjausyksikköön 13, joka voi esim. verrata mittaustietoa vertailuarvoon ja päättää vertailun perusteella mm. sen, onko tarve säätää säätöventtiiliä 4. Mikäli ilmenee, että paine on kasvanut suuremmaksi kuin ohjearvo, ohjausyksikkö 13 lähettää tiedon säätöventtiilin 4 ohjauseli-10 meen 4a, että säätöventtiiliä 4 on avattava. Joissakin suoritusmuodoissa ohjausyksikkö 13 voi suoraan muodostaa signaalin, esim. jännitteen, joka aikaansaa säätöventtiilin 4 asennon muuttumisen. Tällöin säätöventtiilin oh-jauselintä 4a ei välttämättä tarvita.
Vastaavasti tilanteessa, jossa paine on alentunut esim. tiettyyn raja-arvoon, 15 ohjausyksikkö 13 voi ohjata säätöventtiiliä 4 pienemmäksi, mikä vähentää tai estää kokonaan kaasun virtaamisen turbiinille 2.
On selvää, että säätöventtiilillä 4 voi olla myös muita asentoja kuin auki- ja kiinniasento, jolloin turbiinille 2 johdettavan kaasun määrä voi tilanteen mukaan olla myös jossakin kohtaa maksimi- ja minimiarvojen välissä.
20 Vaikka edellä oli esitetty, että turbiinille 2 kaasu johdetaan toisen turbokom-pressorin 1b jälkeen, voidaan kaasu johtaa useampivaiheisessa turbokom-pressorissa mistä vaiheesta hyvänsä joko ennen tai jälkeen väli- ja jälki- jäähdyttim(i)en 1a, 1b.
δ
CVJ
^ Keksinnön mukainen laite voidaan myös rakentaa samaan pesään turbo- 9 25 kompressorin kanssa sekä yksi- että useampivaiheisessa toteutuksessa.
00
(M
x Turbiiniyksikön 2 läpi virrannutta kaasua tai osaa siitä voidaan joissakin suo ritusmuodoissa hyödyntää turbokompressorin moottorin 5, apulaitteiden ja/tai o g turbokompressorin 10 tuottaman kaasun jäähdyttämisessä.
ID
o δ Keksinnön eräissä suoritusmuodoissa kompressoreiden 1 a, 1 b ja turbiinin 2
CM
30 säädön toteuttamisessa hyödynnetään suurnopeusteknologiaa, jossa toimi- 10 laitteiden kehänopeudet tyypillisesti ovat jopa 100 m/s tai yli. Esimerkiksi moottorina 5 voidaan käyttää suurnopeusmoottoria.
Keksinnön eräissä suoritusmuodoissa kompressoreiden 1 a, 1 b, turbiinin 2 ja/tai moottorin 5 laakerointi voidaan toteuttaa esimerkiksi ilmalaakereilla, 5 kaasulaakereilla tai ns. hybridilaakereilla eli ilma- tai kaasulaakerin ja mag-neettilaakerin yhdistelmänä.
On selvää, että nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
10 δ
CM
05
O
00
CM
X
cc
CL
O
o 00
LO
o δ
CM

Claims (17)

1. Toimilaite (10), joka käsittää ainakin yhden turbokompressorin (1a, 1b), jossa on ulostulo mainitussa ainakin yhdessä turbokompressorissa (1a, 1b) paineistetun kaasun johtamiseksi ainakin yhteen jäähdyttimeen (3a, 3b), ja 5 akselin (5a) mainitun ainakin yhden turbokompressorin (1a, 1b) pyörittämiseksi toimilaitteelle (10) johdettavan kaasun paineen nostamiseksi, tunnettu siitä, että toimilaite (10) käsittää lisäksi turbiinin (2), ja säätöventtiilin (4), jolla turbokompressorin (1a, 1b) kehittämän paineistetun kaasun virtaamista turbiinille (2) on järjestetty säädettäväksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että se kä sittää moottorin (5), joka on järjestetty pyörittämään mainittua akselia (5a).
3 Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että toimilaite (10) käsittää lisäksi mainitun ainakin yhden jäähdyttimen (3a, 3b).
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että 15 mainittu turbiini (2) on yhdistetty mainitulle akselille (5a).
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että toimilaite (10) käsittää lisäksi generaattorin (9), joka on yhdistetty mainitulle akselille (5a).
6. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että 20 toimilaite (10) käsittää lisäksi generaattorin (9), joka on yhdistetty voimaa vä- littävään yhteyteen turbiinin (2) kanssa, δ c\i
^ 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, ° että toimilaite (10) käsittää ainakin ensimmäisen turbokompressorin (1a), 00 ^ jossa on mainittu kaasun ulostulo (1c), ja toisen turbokompressorin (1 b), 2. jossa on kaasun sisäänotto (1 d), ensimmäisen turbokompressorin ulostu- o lon (1c) ja toisen turbokompressorin sisäänoton (1 d) väliin kytketyn ensim- o oo mäisen jäähdyttimen (3a). o
° 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että mai nittu säätöventtiili (4) on järjestetty johtamaan kaasua ensimmäisestä jääh-30 dyttimestä (3a) turbiinille (2).
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että toimilaite (10) käsittää ainakin ensimmäisen turbokompressorin (1a), jossa on mainittu kaasun ulostulo (1c), ja toisen turbokompressorin (1 b), jossa on kaasun sisäänotto (1 d) ja kaasun ulostulo (1 e), ensimmäisen tur- 5 bokompressorin ulostulon (1c) ja toisen turbokompressorin sisäänoton (1 d) väliin kytketyn ensimmäisen jäähdyttimen (3a), toisen turbokompressorin ulostulon (1 e) ja toimilaitteen ulostulon (7) väliin kytketyn toisen jäähdyttimen (3a).
10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että mai-10 nittu säätöventtiili (4) on järjestetty johtamaan kaasua toisesta jäähdyttimes- tä (3a) turbiinille (2).
11. Jonkin patenttivaatimuksen 2—10 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että turbiinin (2) läpi virrannutta kaasua käytetään turbokompressorin moottorin (5), apulaitteiden ja/tai toimilaitteen (10) tuottaman kaasun jääh- 15 dyttämisessä.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 2—11 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että moottori (5) on suurnopeusmoottori.
13. Jonkin patenttivaatimuksen 2—12 mukainen toimilaite (10), tunnettu siitä, että turbiinin (2) ja/tai moottorin (5) laakerointi käsittää ilmalaakereita, 20 kaasulaakereita tai ilma- tai kaasulaakerin ja magneettilaakerin yhdistelmän.
14. Jonkin patenttivaatimuksen 1—13 mukainen toimilaite (10), tunnettu ^ siitä, että toimilaite (10) on turbogeneraattori. o (M
15. Jonkin patenttivaatimuksen 1—14 mukainen toimilaite (10), tunnettu oi) siitä, että toimilaite (10) käsittää lisäksi turbiinin (2) ja säätöventtiilin (4) väliin C\J 25 kytketyn jäähdyttimen (3c). CC CL
16. Menetelmä toimilaitteen (10) säätämiseksi, joka toimilaite (10) käsittää o oo ainakin yhden turbokompressorin (1a, 1b), jossa on ulostulo mainitussa 2 ainakin yhdessä turbokompressorissa (1a, 1b) paineistetun kaasun johtami- ^ seksi ainakin yhteen jäähdyttimeen (3a, 3b), ja akselin (5a), johon mainittu 30 ainakin yksi turbokompressori (1a, 1b) on yhdistetty, jossa menetelmässä akselia (5a) pyöritetään toimilaitteelle (10) johdettavan kaasun paineen nostamiseksi, tunnettu siitä, että toimilaite (10) käsittää lisäksi turbiinin (2), ja säätöventtiilin (4), jolloin menetelmässä turbokompressorin (1a, 1b) kehittämän paineistetun kaasun virtaamista turbiinille (2) säädetään mainitun säätö-5 venttiilin (4) avulla.
17. Säätöjärjestelmä toimilaitetta (10) varten, joka toimilaite (10) käsittää ainakin yhden turbokompressorin (1a, 1b), jossa on ulostulo mainitussa ainakin yhdessä turbokompressorissa (1a, 1b) paineistetun kaasun johtamiseksi ainakin yhteen jäähdyttimeen (3a, 3b), ja akselin (5a) mainitun ainakin yhden 10 turbokompressorin (1a, 1b) pyörittämiseksi toimilaitteelle (10) johdettavan kaasun paineen nostamiseksi, tunnettu siitä, että säätöjärjestelmä käsittää lisäksi turbiinin (2), ja säätöventtiilin (4), jolla turbokompressorin (1a, 1b) kehittämän paineistetun kaasun virtaamista turbiinille (2) on järjestetty säädettäväksi. 15 δ (M σ> o i oo (M X en CL O o 00 m o δ (M
FI20105800A 2010-07-13 2010-07-13 Turbokompressorin säätöratkaisu FI122720B (fi)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105800A FI122720B (fi) 2010-07-13 2010-07-13 Turbokompressorin säätöratkaisu
PL11774066T PL2593648T5 (pl) 2010-07-13 2011-07-04 Rozwiązanie do sterowania turbosprężarką
PT117740662T PT2593648E (pt) 2010-07-13 2011-07-04 Solução para controlar um turbocompressor
JP2013519120A JP5920937B2 (ja) 2010-07-13 2011-07-04 ターボコンプレッサーを制御する方法
US13/809,253 US9528526B2 (en) 2010-07-13 2011-07-04 Solution for controlling a turbo compressor
BR112012033778A BR112012033778A2 (pt) 2010-07-13 2011-07-04 atuador, método para controlar um atuador,e, sistema de controle para um atuador.
ES11774066.2T ES2547887T5 (es) 2010-07-13 2011-07-04 Una solución para controlar un turbocompresor
PCT/FI2011/050631 WO2012007638A2 (en) 2010-07-13 2011-07-04 A solution for controlling a turbo compressor
EP11774066.2A EP2593648B2 (en) 2010-07-13 2011-07-04 A solution for controlling a turbo compressor
KR1020137003593A KR101863336B1 (ko) 2010-07-13 2011-07-04 작동기, 작동기를 제어하기 위한 방법 및 작동기 용 제어 시스템
HUE11774066A HUE026452T2 (en) 2010-07-13 2011-07-04 Solution for regulating turbocharger

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105800A FI122720B (fi) 2010-07-13 2010-07-13 Turbokompressorin säätöratkaisu
FI20105800 2010-07-13

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI20105800A0 FI20105800A0 (fi) 2010-07-13
FI20105800A FI20105800A (fi) 2012-01-14
FI20105800L FI20105800L (fi) 2012-01-14
FI122720B true FI122720B (fi) 2012-06-15

Family

ID=42555493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105800A FI122720B (fi) 2010-07-13 2010-07-13 Turbokompressorin säätöratkaisu

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9528526B2 (fi)
EP (1) EP2593648B2 (fi)
JP (1) JP5920937B2 (fi)
KR (1) KR101863336B1 (fi)
BR (1) BR112012033778A2 (fi)
ES (1) ES2547887T5 (fi)
FI (1) FI122720B (fi)
HU (1) HUE026452T2 (fi)
PL (1) PL2593648T5 (fi)
PT (1) PT2593648E (fi)
WO (1) WO2012007638A2 (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109715955A (zh) * 2016-09-15 2019-05-03 大金应用美国股份有限公司 离心压缩机

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9404389B2 (en) * 2013-09-24 2016-08-02 General Electric Company Passive cooling system for control valve actuators within a negative pressure turbine enclosure using ambient cooling air
US20160363003A1 (en) * 2014-08-15 2016-12-15 Gen Electric Mechanical drive architectures with hybrid-type low-loss bearings and low-density materials
US20160047303A1 (en) * 2014-08-15 2016-02-18 General Electric Company Power train architectures with mono-type low-loss bearings and low-density materials
US9217330B1 (en) * 2015-01-19 2015-12-22 Borgwarner Inc. Electromagnetic and air bearing combination for turbocharger shaft and wheel balance measurement machines
US20160237904A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 General Electric Company Systems and methods for controlling an inlet air temperature of an intercooled gas turbine engine
US11112118B2 (en) * 2016-06-27 2021-09-07 General Electric Company Gas turbine lower heating value methods and systems
CN109737690A (zh) * 2019-01-18 2019-05-10 侨源气体（福州）有限公司 一种内压缩大比例液体空分装置及其使用方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2828066A (en) 1954-07-05 1958-03-25 Sulzer Ag Turbocompressor plant
GB773281A (en) 1954-08-10 1957-04-24 Sulzer Ag Rotary compressor plants including recuperation turbines
FR2040794A5 (fi) 1969-04-14 1971-01-22 Rateau Sa
US3680973A (en) 1970-06-08 1972-08-01 Carrier Corp Compressor power recovery
US4125345A (en) * 1974-09-20 1978-11-14 Hitachi, Ltd. Turbo-fluid device
US4196773A (en) 1978-02-28 1980-04-08 Turbotherm Corporation Heating and air cooling system employing a gas turbine
SE427374B (sv) 1978-09-11 1983-03-28 Asea Ab Pumpanordning
JPS6031984Y2 (ja) * 1979-07-16 1985-09-25 株式会社シマノ 変速操作レバ−装置
JPS56115896A (en) * 1980-02-19 1981-09-11 Kawasaki Heavy Ind Ltd Gas compressor plant equipped with power recovering means
DE3114522A1 (de) 1981-04-07 1982-11-18 Gebrüder Sulzer AG, 8401 Winterthur Turboverdichteranlage
JPS5929796A (ja) * 1982-08-13 1984-02-17 Nippon Kokan Kk <Nkk> ガス圧縮機の動力回収機構
US4751814A (en) † 1985-06-21 1988-06-21 General Electric Company Air cycle thermodynamic conversion system
JPH0354327A (ja) * 1989-07-20 1991-03-08 Nkk Corp 余剰電力利用システム
JPH03286968A (ja) 1990-03-31 1991-12-17 Aisin Seiki Co Ltd 極低温冷凍装置
JPH0791760A (ja) * 1993-09-17 1995-04-04 Hitachi Ltd 磁気軸受式タービンコンプレッサ
JP3054327B2 (ja) 1994-12-16 2000-06-19 ローレルバンクマシン株式会社 紙葉類結束装置
DE59510130D1 (de) * 1995-07-31 2002-05-02 Man Turbomasch Ag Ghh Borsig Kompressionsvorrichtung
US5931666A (en) 1998-02-27 1999-08-03 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Slip free vertical rack design having rounded horizontal arms
KR19990075384A (ko) * 1998-03-20 1999-10-15 이헌석 소형터보압축기
US6616421B2 (en) * 2000-12-15 2003-09-09 Cooper Cameron Corporation Direct drive compressor assembly
US6798079B2 (en) * 2002-07-11 2004-09-28 Siemens Westinghouse Power Corporation Turbine power generator including supplemental parallel cooling and related methods
JP2006077797A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Nsk Ltd スピンドル装置
US20070271956A1 (en) * 2006-05-23 2007-11-29 Johnson Controls Technology Company System and method for reducing windage losses in compressor motors
JP4746499B2 (ja) * 2006-08-31 2011-08-10 川崎重工業株式会社 軸冷却構造を改良した常圧燃焼タービンシステム
JP2008082425A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Ntn Corp 磁気軸受装置
JP2008286039A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Toyota Industries Corp 過給機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109715955A (zh) * 2016-09-15 2019-05-03 大金应用美国股份有限公司 离心压缩机

Also Published As

Publication number Publication date
ES2547887T5 (es) 2018-10-03
BR112012033778A2 (pt) 2016-11-22
FI20105800A (fi) 2012-01-14
EP2593648A2 (en) 2013-05-22
US9528526B2 (en) 2016-12-27
EP2593648B1 (en) 2015-08-05
FI20105800A0 (fi) 2010-07-13
FI20105800L (fi) 2012-01-14
KR101863336B1 (ko) 2018-05-31
WO2012007638A3 (en) 2012-03-08
PT2593648E (pt) 2015-10-26
WO2012007638A2 (en) 2012-01-19
HUE026452T2 (en) 2016-05-30
JP2013531175A (ja) 2013-08-01
JP5920937B2 (ja) 2016-05-18
ES2547887T3 (es) 2015-10-09
EP2593648B2 (en) 2018-05-30
KR20130087526A (ko) 2013-08-06
PL2593648T3 (pl) 2016-01-29
PL2593648T5 (pl) 2018-11-30
US20130230412A1 (en) 2013-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122720B (fi) Turbokompressorin säätöratkaisu
CN107893772B (zh) 一种带能量回收功能的离心式燃料电池空气压缩机
JP5921706B2 (ja) 特に自動車の燃料電池のための給気装置
US7824151B2 (en) Zero running clearance centrifugal compressor
EP1984628B1 (en) Multi-stage compression system and method of operating the same
EP2247838B1 (en) Supercharger arrangement for a piston engine
US7535150B1 (en) Centrifugal turbine blower with gas foil bearings
US10428826B2 (en) Method and system to reduce to wear on a bearing
JP6200418B2 (ja) ラジアルタービン、特に補助動力源タービン用の可変ピッチノズル
CN104343544A (zh) 延长燃气涡轮热气体通路部分的寿命的***及方法
US20090047134A1 (en) Turbine Wheel with Backswept Inducer
WO2007035700A2 (en) Multi-stage compression system including variable speed motors
JP2003314291A (ja) 排気駆動エンジン冷却システム
US20190363380A1 (en) Device For The Air Supply Of A Fuel Cell
JP2017223151A (ja) 電動過給圧縮機
US20240093695A1 (en) Turbomachine, method for operating a turbomachine
KR20080008663A (ko) 양흡입 원심압축기를 구비한 터보과급기
JP7496933B2 (ja) ラジアル圧縮機、およびラジアル圧縮機を運転する方法
JP2018116855A (ja) 燃料電池システム
CN114641618B (zh) 具有被构造成减小冷却流体压力的冷却回路和减压***的集成式电机-压缩机单元
JP2013142343A (ja) ガスタービンの間隙制御装置、間隙制御方法及び間隙制御装置を備えたガスタービン
CN113890269A (zh) 一种配置于进气唇口的电机
CN111431325A (zh) 一种电动增压器电机的冷却结构

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122720

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B