JP2018505991A - 内部冷却される圧縮機ダイヤフラム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アメリカ合衆国エネルギ省によって与えられたDE-FC26-05NT42650の下で政府支援がなされた。政府は、本発明において何らかの権利を有する場合がある。
Claims (20)
- 圧縮機用の内部冷却されるダイヤフラムであって、
前記圧縮機の流体通路を通流するプロセス流体を冷却するように構成された環状の本体を備え、該環状の本体は、
前記流体通路の戻りチャネルであって、該戻りチャネルを通流する前記プロセス流体を少なくとも部分的に拡散させかつスワール除去するように構成された、戻りチャネルと、
前記流体通路と熱伝達した冷却通路であって、前記戻りチャネルを通流する前記プロセス流体から熱を吸収するためのクーラントを受け取るように構成された、冷却通路と、
を画成していることを特徴とする、圧縮機用の内部冷却されるダイヤフラム。 - 前記戻りチャネルは、複数の戻り通路を有する、請求項1記載の内部冷却されるダイヤフラム。
- 前記複数の戻り通路の各戻り通路は、前記環状の本体の外周の近傍に配置された、前記戻り通路を通流する前記プロセス流体を少なくとも部分的に拡散させるように構成された拡散領域を有する、請求項2記載の内部冷却されるダイヤフラム。
- 前記複数の戻り通路の各戻り通路は、前記拡散領域よりも半径方向内方に配置された、前記戻り通路を通流する前記プロセス流体を少なくとも部分的にスワール除去するように構成されたスワール除去領域をさらに有する、請求項3記載の内部冷却されるダイヤフラム。
- 前記複数の戻り通路の各戻り通路に配置された少なくとも1つの戻りチャネルベーンをさらに備え、該少なくとも1つの戻りチャネルベーンは、前記戻りチャネルを通流する前記プロセス流体を少なくとも部分的にスワール除去するように構成されている、請求項4記載の内部冷却されるダイヤフラム。
- 前記環状の本体は、該環状の本体の第1の軸方向面から延びた複数の戻りチャネルベーンを有するプロセス流体プレートを含み、前記戻りチャネルベーンは、前記戻りチャネルの複数の戻り通路を少なくとも部分的に画成している、請求項1記載の内部冷却されるダイヤフラム。
- 前記環状の本体は、さらに、前記プロセス流体プレートと接続された冷却流体プレートを有し、該冷却流体プレートは、前記冷却通路の少なくとも一部を形成した、前記複数の戻り通路の少なくとも1つの戻り通路と熱伝達した冷却チャネルを形成している、請求項6記載の内部冷却されるダイヤフラム。
- 前記プロセス流体プレートは、該プロセス流体プレートの外側の環状部分から軸方向に延びるターニングベーンを有し、該ターニングベーンは、前記プロセス流体を複数の分離された流れに分離し、該複数の分離された流れの各分離された流れを前記複数の戻り通路のそれぞれの戻り通路へ方向付けるように構成されている、請求項6記載の内部冷却されるダイヤフラム。
- 内部冷却される圧縮機であって、
圧縮機段の入口および出口を少なくとも部分的に画成するケーシングと、
前記ケーシング内に配置されたダイヤフラムであって、前記圧縮機段の前記入口と前記出口との間に延びる流体通路の少なくとも一部を画成し、さらに、前記流体通路と熱伝達した冷却通路を画成する、ダイヤフラムと、を備え、
前記ダイヤフラムは、
複数のプロセス流体プレートであって、該複数のプロセス流体プレートの各プロセス流体プレートは、該プロセス流体プレートから軸方向に延びる複数のベーンを有する、複数のプロセス流体プレートと、
複数の冷却流体プレートであって、該複数の冷却流体プレートの各冷却流体プレートは、前記冷却通路の少なくとも一部を形成する蛇行した冷却チャネルを画成している、複数の冷却流体プレートと、を有し、
前記複数のプロセス流体プレートおよび前記複数の冷却流体プレートは、前記複数のプロセス流体プレートおよび前記複数の冷却流体プレートが少なくとも部分的に前記流体通路の戻りチャネルを画成するように、互いに接続されている
ことを特徴とする、内部冷却される圧縮機。 - 前記複数のプロセス流体プレートと、前記複数の冷却流体プレートとは、交互の順序で互いに接続されている、請求項9記載の内部冷却される圧縮機。
- 前記複数のプロセス流体プレートおよび前記複数の冷却流体プレートは、前記複数のプロセス流体プレートの第1のプロセス流体プレートが前記複数の冷却流体プレートの1つまたは複数の冷却流体プレートに隣接して配置されるように、互いに接続されている、請求項9記載の内部冷却される圧縮機。
- 前記複数のプロセス流体プレートおよび前記複数の冷却流体プレートは、前記戻りチャネルの複数の戻り通路を少なくとも部分的に画成している、請求項9記載の内部冷却される圧縮機。
- 前記複数のプロセス流体プレートの各プロセス流体プレートは、該プロセス流体プレートの外側の環状部分から軸方向に延びるターニングベーンを有し、前記複数のプロセス流体プレートのそれぞれの前記ターニングベーンは、前記プロセス流体を複数の分離された流れに分離し、該複数の分離された流れの各分離された流れを前記複数の戻り通路のそれぞれの戻り通路へ方向付けるように構成されている、請求項12記載の内部冷却される圧縮機。
- 前記複数の戻り通路の各戻り通路は、前記ダイヤフラムの外周の近傍に配置された、前記戻り通路を通流するプロセス流体を少なくとも部分的に拡散させるように構成された拡散領域を有する、請求項12記載の内部冷却される圧縮機。
- 前記複数の戻り通路の各戻り通路は、前記拡散領域よりも半径方向内方に配置された、前記拡散領域から前記プロセス流体を受け取りかつ該プロセス流体をスワール除去するように構成されたスワール除去領域をさらに有する、請求項14記載の内部冷却される圧縮機。
- 前記流体通路は、前記圧縮機段の前記入口から前記出口までプロセス流体を方向付けるように構成されており、前記冷却通路は、前記流体通路を通流する前記プロセス流体から熱を吸収するためのクーラントを受け取るように構成されている、請求項9記載の内部冷却される圧縮機。
- 前記冷却通路と外部クーラント源との間に流体接続を提供するように構成された軸方向の流路を画成する圧縮機ヘッドをさらに備える、請求項16記載の内部冷却される圧縮機。
- 前記ケーシングは、前記クーラントを前記冷却通路へ排出するように構成されたプレナムを画成している、請求項16記載の内部冷却される圧縮機。
- 前記流体通路に配置された少なくとも1つのディフューザベーンをさらに備え、該ディフューザベーンは、前記プレナムを前記冷却通路に流体接続させる導管を画成している、請求項18記載の内部冷却される圧縮機。
- 内部冷却される圧縮機であって、
圧縮機段の入口と出口との間に延びる流体通路を少なくとも部分的に画成するケーシングを備え、前記流体通路は、
インペラを収容するように構成されたインペラキャビティと、
前記インペラキャビティと流体接続された、該インペラキャビティから半径方向外方へ延びるディフューザと、
前記ディフューザと流体接続された戻りベンドと、
前記戻りベンドと流体接続された、該戻りベンドから半径方向内方へ延びる戻りチャネルと、を有しており、
前記戻りチャネル内に配置され、該戻りチャネルと熱伝達した冷却通路を画成する、内部冷却されるダイヤフラムを備え、該内部冷却されるダイヤフラムは、
複数のプロセス流体プレートであって、該複数のプロセス流体プレートの各プロセス流体プレートは、該プロセス流体プレートから軸方向に延びる複数のベーンを有する、複数のプロセス流体プレートと、
前記複数のプロセス流体プレートと挟まれた複数の冷却流体プレートであって、該複数の冷却流体プレートの各冷却流体プレートは、前記冷却通路の少なくとも一部を形成する蛇行した冷却チャネルを画成している、複数の冷却流体プレートと、を有し、
前記複数のプロセス流体プレートおよび前記複数の冷却流体プレートは、前記複数のプロセス流体プレートおよび前記複数の冷却流体プレートが、複数の戻り通路を少なくとも部分的に画成するように、互いに接続されており、前記複数の戻り通路の各戻り通路は、拡散領域およびスワール除去領域を有する
ことを特徴とする、内部冷却される圧縮機。
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