JP2019526009A - ギヤード式ターボ機械 - Google Patents

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Abstract

本発明は、ハウジング(11)と、駆動アセンブリ(12)と、機械トレーンを形成するように一体化されている複数の出力アセンブリ(13,14,15,16)とを備えているギヤード式ターボ機械(10)であって、トランスミッション(11)が、ブルギアシャフト(18)を具備する中央ブルギア(17)と、中央ブルギア(17)と噛み合っている複数のピニオン(21,23,25)であって、ピニオンシャフト(22,24,26)を具備する複数の複数のピニオン(21,23,25)とを備えており、駆動アセンブリ(12)が、機械的駆動力を付与するために第1のプロセスガスを膨張させるための蒸気タービンとして構成されており、第1の出力アセンブリ(13)が、駆動アセンブリ(12)によって付与された機械的駆動力を利用することによって第2のプロセスガスを圧縮するための、少なくとも2つの段を具備する主コンプレッサとして構成されており、主コンプレッサ(13)の2つの段の間には、中間冷却器(36)がガスを処理するために接続されており、複数の第2の出力アセンブリ(14,15,16)が、駆動アセンブリ(12)によって付与された機械的駆動力を利用することによって第2のプロセスガスをさらに圧縮するためのギヤード式コンプレッサとして構成されており、中間冷却器(37,38,46)それぞれが、第2のプロセスガスを冷却するために、主コンプレッサ(13)の最終段と第1のギヤード式コンプレッサ(14)との間に及び2つのギヤード式コンプレッサ(14,15,16)の間に配置されており、最終冷却器(39)が、第2のプロセスガスを冷却するために、最後のギヤード式コンプレッサ(15)の下流に配置されている、ギヤード式ターボ機械(10)に関する。中間冷却器(36,37,38,46)それぞれと最終冷却器(39)とが、冷却すべき第2のプロセスガスのための入口側接続部(41)と冷却すべき第2のプロセスガスのための出口側接続部(42)とを具備するハウジング(40)と、ハウジング(40)に受容されている熱交換器(43)とを備えている。少なくとも1つの中間冷却器(36,37,38,46)及び/又は最終冷却器(39)が、プレート型熱交換器(43)を備えている。

Description

本発明は、ギヤード式ターボ機械に関する。
特許文献1は、駆動アセンブリ及び出力アセンブリを具備するトランスミッションを有しているギヤード式ターボ機械をであって、駆動アセンブリ及び出力アセンブリが機械トレーンを形成するように一体化されている、ギヤード式ターボ機械を開示している。トランスミッションは、ブルギアシャフトを具備する中央ブルギアを備えており、ピニオンシャフトに取り付けられている複数のピニオンが、ブルギアと噛み合っている。好ましくは、駆動アセンブリは蒸気タービンとされる。出力アセンブリは、好ましくはコンプレッサ、主に主コンプレッサ及び複数のギヤード式コンプレッサとされる。
特許文献2は、駆動アセンブリと主コンプレッサと複数のギヤード式コンプレッサとを有しているさらなるギヤード式ターボ機械を開示している。さらに、特許文献2は、これらコンプレッサ、具体的には中間冷却器及び最終冷却器と相互作用する冷却器を開示している。
これら特許文献に開示されているギヤード式ターボ機械の中間冷却器及び最終冷却器の領域では、フィン状管束型熱交換器が熱交換器として利用される。このようなフィン状管束型熱交換器は、比較的低い圧力損失を有しているが、その熱伝達は制限されている。従って、特に100,000Nm/hより大きい出力を有するギヤード式ターボ機械の場合には、適切な大きさのフィン状管束型熱交換器を具備する比較的大きい構成の冷却器が利用される。しかしながら、経済性に優れた高い出力を有するギヤード式ターボ機械を提供するためには、ギヤード式ターボ機械の冷却器の構成を小型化する必要がある。このことは、今日まで実現されていない。設置スペースをあまり必要としないギヤード式ターボ機械に対するニーズが存在する。
このような観点から、本発明の目的は、新しいタイプのギヤード式ターボ機械を創造することである。
独国特許出願公開第102012022131号明細書 欧州特許出願公開第2604862号明細書
当該目的は、請求項1に記載のギヤード式ターボ機械によって解決される。本願発明におけるギヤード式ターボ機械の中間冷却器それぞれ及び最終冷却器は、冷却すべき第2のプロセスガスのための入口側接続部と、冷却すべき第2のプロセスガスのための出口側接続部と、ハウジングに受容されている熱交換器とを具備するハウジングを有している。少なくとも1つの中間冷却器及び/又は最終冷却器は、プレート型熱交換器を備えている。
本発明におけるギヤード式ターボ機械では、プレート型熱交換器が少なくとも1つの冷却器の領域において利用されている。好ましくは、完全に溶接されたプレート型熱交換器が利用されている。このようなプレート型熱交換器は、比較的良好な熱伝達性を有しているので、熱交換器ひいては冷却器を一層小型に構成することができる。これにより、ギヤード式ターボ機械を特に小型の構成とすることができる。
第1の優位なさらなる発展形態では、中間冷却器それぞれと最終冷却器とが、プレート型熱交換器を備えている。このようなプレート型熱交換器は高い熱伝達性を有しておりので、ギヤード式ターボ機械の特に小型な構成を実現するために利用可能とされる。
第2の代替的なさらなる発展形態では、第1の出力アセンブリの軸流段と第1の出力アセンブリの遠心段との間に配置されている少なくとも1つの中間冷却器が、プレート型熱交換器を備えている。少なくとも1つのさらなる中間冷却器及び/又は最終冷却器は、フィン状管束型熱交換器を備えている。少なくとも1つの中間冷却器の領域においてプレート型熱交換器を利用すると共に他の中間冷却器及び/又は最終冷却器の領域においてフィン状管束型熱交換器を利用する、本発明のこのようなさらなる発展形態は、冷却器それぞれの小型な構成を確保すると共にギヤード式ターボ機械全体に亘る冷却器を通じた圧力低下を低くするために、冷却器それぞれの冷却要件に適用している。このようなハイブリッド概念は、冷却器の領域においてフィン状管束型熱交換器及びプレート型熱交換器の両方を利用するので、特に望ましい。
好ましくは、プレート型熱交換器のプレート要素は溶接されている。これにより、冷却器それぞれの領域において冷却効率が高められる。
好ましくは、冷却器それぞれのハウジングは、円筒状又は管状のケース壁を有しており、入口側接続部と出口側接続部とは、ケース壁のアキシアル方向位置において隣り合って、ケース壁に位置決めされている。これにより、入口側接続部と出口側接続部との相対的な配向が、ギヤード式ターボ機械に組み込まれるので、特にスペースを省くことができる。
好ましくは、冷却器それぞれのハウジングが、入口側接続部の下流且つ熱交換器の上流に位置決めされている流れ均一化要素を受容している。このことは、冷却器それぞれの大きさをさらに小さくするために、ひいてはギヤード式ターボ機械が必要とするスペースを低減させるために利用される。
本発明の好ましいさらなる発展形態は、従属請求項及び発明の詳細な説明から得ることができる。本発明の典型的な実施例については、添付図面を参照しつつ以下に詳述するが、本発明が、当該典型的な実施例に限定される訳では無い。
本発明におけるギヤード式ターボ機械のブロック図である。 図1に表わすギヤード式ターボ機械のトランスミッションの概略的な斜視図である。 ギヤード式ターボ機械の第1の冷却器を表わす。 ギヤード式ターボ機械の第1の冷却器を表わす。 ギヤード式ターボ機械の第1の冷却器を表わす。 ギヤード式ターボ機械の第2の冷却器を表わす。 ギヤード式ターボ機械の第2の冷却器を表わす。 ギヤード式ターボ機械の第2の冷却器を表わす。
図1及び図2は、ギヤード式ターボ機械10の典型的な実施例を表わす。ギヤード式ターボ機械10は、一体化されたトランスミッション11と駆動アセンブリ12と複数の出力アセンブリ13,14,15,16とを備えており、駆動アセンブリ12と複数の出力アセンブリ13,14,15,16とが、機械トレーンを形成するように一体化されている。
ギヤード式ターボ機械10のトランスミッション11は、ブルギアシャフト18に位置決めされているブルギア17を備えており、ブルギア17は、トランスミッション11のトランスミッション筐体19に、ブルギアシャフト18を介して回転可能に取り付けられている。複数のピニオン21,23,25が、ピニオンシャフト22,24,26に取り付けられており、同様にトランスミッション筐体19に、ピニオンシャフト22,24,26を介して回転可能に取り付けられており、トランスミッション筐体19の周囲においてトランスミッション11のブルギア17と噛み合っている。
典型的な実施例では、ピニオンシャフト22,24,26に取り付けられている3つのこのようなピニオン21,23,25のすべてが、ブルギア17の周囲に設けられたブルギアと噛み合っている。
駆動アセンブリ11は、機械的駆動力を提供するために第1のプロセスガスを膨張させる蒸気タービンとして構成されている。駆動アセンブリ12は、具体的にはトランスミッション11ひいてはトランスミッション筐体19の第1の側面27において、トランスミッション11の第1のピニオンシャフト22に結合されている。蒸気タービンとして構成されている駆動アセンブリ12は、第1のクラッチ29を介して第1のピニオンシャフト22に結合されている。
複数の出力アセンブリ13,14,15,16は、主コンプレッサとして構成されている第1の出力アセンブリ13と、ギヤード式コンプレッサとして構成されている複数の第2の出力アセンブリ14,15,16とされる。主コンプレッサすなわち第1の出力アセンブリ13は、主コンプレッサ段13a,13bを具備する少なくとも2段で構成されている。駆動アセンブリ12によって付与される機械的駆動力を利用する主コンプレッサでは、第2のプロセスガスが圧縮される。
同様に、第1の出力アセンブリ13すなわち主コンプレッサは、具体的にはトランスミッション11ひいては第1の側面27の反対側に配置されているトランスミッション筐体19の第2の側面28において、第1のピニオンシャフト22に結合されている。本発明では、主コンプレッサとして構成されている第1の駆動アセンブリ13は、第2のクラッチ30を介して第1のピニオンシャフト22に接続されており、駆動アセンブリ12も、第1のクラッチ29を介して第1のピニオンシャフト22に結合されている。特に第1のクラッチ29及び第2のクラッチ30の両方が閉じられている場合に、駆動アセンブリ12と主コンプレッサとして構成されている第1の出力アセンブリ13とが、同一の回転速度で回転するように互いに対して機能的に接続可能とされる。
駆動アセンブリ12と主コンプレッサとして構成されている第1の出力アセンブリ13とに加えて、図1及び2に表わすギヤード式ターボ機械10が、ギヤード式コンプレッサとして構成されている3つの第2の出力アセンブリ14,15,16を備えている。2つ又は4つ以上の出力アセンブリ14であっても良い。ギヤード式コンプレッサとして構成されている第2の出力アセンブリ14,15,16において、駆動アセンブリ12によって付与される機械的駆動力を利用することによって、第2のプロセスガスがさらに圧縮される。第2の出力アセンブリ14,15,16は、トランスミッション11のさらなるピニオンシャフト24,26に結合されている。
従って、図1及び図2に表わす典型的な実施例では、具体的には2つのギヤード式コンプレッサ24,25が、トランスミッション11ひいてはトランスミッション筐体19の互いに対して反対側の側面27,28において、トランスミッション11の第2のピニオンシャフト24に結合されるように、3つのさらなる第2の出力アセンブリ14,15,16が、2つのさらなるピニオンシャフト24,26に結合されている。一方、ギヤード式コンプレッサ16は、ギヤード式コンプレッサ14と主コンプレッサ13と同様に、トランスミッション11の第3のピニオンシャフト26に、好ましくはトランスミッション筐体19の第2の側面28の領域に結合されている。
主コンプレッサ13は、MACコンプレッサとも呼称されるが、好ましくは遠心式コンプレッサとして構成されている。主コンプレッサ13の第1の主コンプレッサ段13aは、好ましくは軸流段とされ、主コンプレッサ13の第2の主コンプレッサ段13bは、好ましくは遠心段とされる。
ギヤード式コンプレッサ14,15,16は、ブースターコンプレッサ又はBACコンプレッサとも呼称される。ギヤード式コンプレッサ14,15,16は、好ましくは遠心コンプレッサとされる。トランスミッション11と遠心ギヤード式コンプレッサ14,15,16とから成るユニットは、遠心ギヤード式コンプレッサ又はRGコンプレッサとも呼称される。
図1及び図2に表わす典型的な実施例では、第1のピニオンシャフト22が、第1のピニオンシャフト22に取り付けられている第1のピニオン21と共に、ブルギア17の約6時の位置に位置決めされており、当該約6時の位置において、ピニオン21を介してブルギア17と噛み合っている。第2のピニオンシャフト24は、ピニオン23と共に約3時の位置に位置決めされており、第3のピニオンシャフト26は、ピニオン25と共にブルギア17の約9時の位置に位置決めされており、ピニオン23,25は、上述の位置においてブルギア17と噛み合っている。
図1に表わすように、任意の発電機31、代替的にはモータが、クラッチ32を介して、トランスミッション11のブルギアシャフト18に結合されている場合がある。
上述のように、主コンプレッサとして構成されている第1の出力アセンブリ13は、複数の圧縮段を具備する多段構成とされる。図1は、2つの主コンプレッサ段13a,13bを例示的に表わす。
トランスミッション11は、ギヤード式コンプレッサ14,15,16、蒸気タービンとして構成されている駆動アセンブリ12、及び主コンプレッサとして構成されている第1の出力アセンブリ13と共に、好ましくは機械基礎の共通する基台に載置されている。
蒸気タービンすなわち駆動アセンブリ12の領域において、軸流式排出蒸気ハウジング33は、膨張した第1のプロセスガスを軸流方向において蒸気タービン12から流出させるように利用される。
復水器34が、蒸気タービン12の長手方向軸線の方向における蒸気タービン12の下流に、好ましくは蒸気タービン12を支持している機械基礎の基台20に隣接して、具体的には好ましくは別の基台35に位置決めされている。
図1から理解されるように、ギヤード式ターボ機械10は、複数の冷却器36,37,38,39,46を備えている。
冷却器36は、主コンプレッサ13の2つの主コンプレッサ段13a,13bの間に接続されている中間冷却器とされる。
冷却器46,37,38も同様に中間冷却器とされる。具体的には、冷却器46は、第2の主コンプレッサ段13bと第1のギヤード式コンプレッサ14との間の中間冷却器とされ、冷却器37は、第1のギヤード式コンプレッサ14と第2のギヤード式コンプレッサ16との間の中間冷却器とされ、冷却器38は、第2のギヤード式コンプレッサ16と第3のギヤード式コンプレッサ15との間の中間冷却器とされる。
冷却器39は、第3のギヤード式コンプレッサ15の下流に位置する最終冷却器とされる。
ギヤード式ターボ機械10の冷却器36,37,38,39,46それぞれが、円筒状又は管状のタービンケース壁47を具備するハウジングを有しており、タービンケース壁47には、冷却すべき第2のプロセスガスのための入口側接続部41と、冷却すべき第2のプロセスガスのための出口側接続部42とがそれぞれ形成されている。
冷却器36,37,38,39,46それぞれのハウジング40のタービンケース壁47は、ハウジング40それぞれの中空空間すなわち内部空間を形成しており、当該中空空間には、熱交換器43が受容されており、冷却すべき第2のプロセスガスと冷却媒体とが、当該中空空間を通じて流れる。
ハウジング40によって形成されている中空空間には、分割要素45が受容されており、当該中空空間は、既に冷却された第2のプロセスガスの流れから、冷却すべき第2のプロセスガスの流れを分離させている。これにより、冷却された第2のプロセスガスと同様に冷却すべき第2のプロセスガスが出口側接続部42を介して排出される前に、入口側接続部41を介して導かれる冷却すべき第2のプロセスガスが、熱交換器43を介して強制的且つ確実に導かれる。従って、冷却器36,37,38,39,46それぞれの内部における、冷却すべき第2のプロセスガスと冷却された第2のプロセスガスとの混合が、分割要素45によって防止される。
少なくとも1つの冷却器、具体的には少なくとも1つの中間冷却器36,37,38,46及び/又は最終冷却器39が、プレート型熱交換器43すなわちプレート型熱交換器を備えている。このようなプレート型熱交換器は、高い熱伝導率を有しているので、小さい設置スペースで第2のプロセスガスを効果的に冷却することができる。
図示の好ましい典型的な実施例では、少なくとも中間冷却器36は、軸流段として構成されている第1の主コンプレッサ段13aと遠心段として構成されている第2の主コンプレッサ段13bとを接続しており、プレート型熱交換器43を備えている。中間冷却器36の領域では、特に高い冷却性能が必要とされるが、特に中間冷却器36の構成を小型化しつつ、このような冷却性能に対する要求を満たすことができる。
プレート型熱交換器43を具備する最終冷却器39と同様に、さらなる中間冷却器38,46を設けることができる。
しかしながら、高い冷却性能が要求される領域における冷却器のみにプレート型熱交換器を設け、比較的低い冷却性能が要求される冷却器の場合には管束型熱交換器を利用することが望ましい。管束型熱交換器の圧力損失は、プレート型熱交換器の圧力損失より低いからである。
従って、ギヤード式ターボ機械10の構成は、ギヤード式ターボ機械10の構成を可能な限り小型化すると共に、プレート型熱交換器が熱交換器として利用される第1の冷却器の領域とフィン状管束型熱交換器が熱交換器として利用される第2の冷却器の領域とにおいて圧力損失を可能な限り小さくしつつ、冷却器36,37,38,39,46それぞれの必要とされる冷却性能に適合するならば、特に好ましい。ギヤード式ターボ機械の冷却器のためのこのようなハイブリッド概念は特に好ましい。
図3a、図3b、及び図3cに表わす冷却器35,37,38,39,46の変形例では、第2のプロセスガスのための入口側接続部41及び出口側接続部42が、タービンケース壁47のアキシアル方向位置において、タービンケース壁47に前後に位置決めされている。対照的に、図4a、図4b、及び図4cは、入口側接続部41及び出口側接続部42が、タービンケース壁47のアキシアル方向位置において、タービンケース壁47に隣り合って位置決めされている。これにより、ギヤード式ターボ機械の特に小型の構成を確実にするために、ギヤード式ターボ機械の他の組立体と比較して冷却器それぞれを所望の相対位置に配置させることができる。
図3bから理解されるように、図示の冷却器のハウジング40は、入口側接続部41の下流に且つ熱交換器43それぞれの上流に配置されている流れ均一化要素44を受容している。このような流れ均一化要素44は、冷却すべき第2の媒体が熱交換器43全体を通じて均一に流れることを確実にするプレート状の穴開きシートとされる。これにより、冷却効果が高められると共に、冷却器の設置スペースをさらに縮小することができる。
10 ギヤード式ターボ機械
11 トランスミッション
12 駆動アセンブリ(蒸気タービン)
13 出力アセンブリ(主コンプレッサ)
13a 主コンプレッサ段
13b 主コンプレッサ段
14 出力アセンブリ(ギヤード式コンプレッサ)
15 出力アセンブリ(ギヤード式コンプレッサ)
16 出力アセンブリ(ギヤード式コンプレッサ)
17 ブルギア
18 ブルギアシャフト
19 トランスミッション筐体
20 基台
21 ピニオン
22 ピニオンシャフト
23 ピニオン
24 ピニオンシャフト
25 ピニオン
26 ピニオンシャフト
27 (トランスミッション筐体19の)第1の側面
28 (トランスミッション筐体19の)第2の側面
29 第1のクラッチ
30 第2のクラッチ
31 任意の発電機
32 クラッチ
33 軸流式排出蒸気ハウジング
34 復水器
35 基台
36 冷却器(中間冷却器)
37 冷却器(中間冷却器)
38 冷却器(中間冷却器)
39 冷却器(最終冷却器)
40 (冷却器36,37,38,39,46の)ハウジング
41 入口側接続部
42 出口側接続部
43 熱交換器(プレート型熱交換器:プレート型熱交換器)
44 流れ均一化要素
45 分割要素
46 冷却器(中間冷却器)
47 (ハウジング40の)タービンケース壁

Claims (10)

  1. ハウジング(11)と、駆動アセンブリ(12)と、機械トレーンを形成するように一体化されている複数の出力アセンブリ(13,14,15,16)とを備えているギヤード式ターボ機械(10)であって、
    トランスミッション(11)が、ブルギアシャフト(18)を具備する中央ブルギア(17)と、前記中央ブルギア(17)と噛み合っている複数のピニオン(21,23,25)であって、ピニオンシャフト(22,24,26)を具備する複数の前記複数のピニオン(21,23,25)とを備えており、
    前記駆動アセンブリ(12)が、機械的駆動力を付与するために第1のプロセスガスを膨張させるための蒸気タービンとして構成されており、
    第1の出力アセンブリ(13)が、前記駆動アセンブリ(12)によって付与された前記機械的駆動力を利用することによって第2のプロセスガスを圧縮するための、少なくとも2つの段を具備する主コンプレッサとして構成されており、前記主コンプレッサ(13)の2つの段の間には、中間冷却器(36)がガスを処理するために接続されており、
    複数の第2の出力アセンブリ(14,15,16)が、前記駆動アセンブリ(12)によって付与された前記機械的駆動力を利用することによって第2のプロセスガスをさらに圧縮するためのギヤード式コンプレッサとして構成されており、中間冷却器(37,38,46)それぞれが、前記第2のプロセスガスを冷却するために、前記主コンプレッサ(13)の最終段と第1のギヤード式コンプレッサ(14)との間に及び2つのギヤード式コンプレッサ(14,15,16)の間に配置されており、最終冷却器(39)が、前記第2のプロセスガスを冷却するために、最後のギヤード式コンプレッサ(15)の下流に配置されている、前記ギヤード式ターボ機械(10)において、
    前記中間冷却器(36,37,38,46)それぞれと前記最終冷却器(39)とが、冷却すべき前記第2のプロセスガスのための入口側接続部(41)と冷却すべき前記第2のプロセスガスのための出口側接続部(42)とを具備するハウジング(40)と、前記ハウジング(40)に受容されている熱交換器(43)とを備えており、少なくとも1つの前記中間冷却器(36,37,38,46)及び/又は前記最終冷却器(39)が、プレート型熱交換器(43)を備えていることを特徴とするギヤード式ターボ機械。
  2. 前記中間冷却器(37,38,46)それぞれと前記最終冷却器(39)とが、プレート型熱交換器(43)を備えていることを特徴とする請求項1に記載のギヤード式ターボ機械。
  3. 少なくとも1つの前記中間冷却器(36)が、前記第1の出力アセンブリ(13)の軸流段(13a)と前記第1の出力アセンブリ(13)の遠心段(13b)との間に配置されており、プレート型熱交換器(43)を備えていることを特徴とする請求項1に記載のギヤード式ターボ機械。
  4. 少なくとも1つのさらなる中間冷却器(37,38,46)及び/又は前記最終冷却器(39)が、フィン状管束型の熱交換器(43)を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のギヤード式ターボ機械。
  5. 少なくとも1つの前記さらなる中間冷却器(37,38,46)及び/又は前記最終冷却器(39)が、プレート型熱交換器(43)を備えていることを特徴とする請求項4に記載のギヤード式ターボ機械。
  6. 前記プレート型熱交換器(43)それぞれのプレート型要素が、溶接されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のギヤード式ターボ機械。
  7. 前記中間冷却器(37,38,46)及び前記最終冷却器(39)それぞれのハウジングが、円筒状又は管状のケース壁(47)を有しており、
    前記入口側接続部(41)と前記出口側接続部(42)とが、前記ケース壁(47)のアキシアル方向において前後に、前記ケース壁(47)に位置決めされていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のギヤード式ターボ機械。
  8. 前記中間冷却器(37,38,46)及び前記最終冷却器(39)それぞれのハウジングが、円筒状又は管状のケース壁(47)を有しており、
    前記入口側接続部(41)と前記出口側接続部(42)とが、前記ケース壁(47)のアキシアル方向位置において、前記ケース壁(47)に隣り合って位置決めされていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のギヤード式ターボ機械。
  9. 前記中間冷却器(37,38,46)及び前記最終冷却器(39)それぞれのハウジングが、前記入口側接続部(41)の下流に且つ前記熱交換器(43)の上流に位置決めされている流れ均一化要素(44)を受容していることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のギヤード式ターボ機械。
  10. 前記流れ均一化要素(44)が、プレート状の穴開きシートとされることを特徴とする請求項9に記載のギヤード式ターボ機械。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3594506A1 (de) 2018-07-12 2020-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Konturring für einen verdichter
IT202100017996A1 (it) * 2021-07-08 2023-01-08 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Compressore a moltiplicatore integrato con un'unita' di compressore assiale e metodo
EP4163501A1 (de) * 2021-10-11 2023-04-12 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Luftverdichtungsanlage für eine luftzerlegung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2161604A1 (de) * 1971-12-11 1973-06-14 Linde Ag Plattenwaermetauscher, insbesondere zur kuehlung eines verdichteten gases mittels einer fluessigkeit, wie wasser, z.b. als turbokompressor-nachkuehler
JP2003075024A (ja) * 2001-06-18 2003-03-12 Showa Denko Kk 蒸発器、その製造方法、蒸発器用ヘッダー部材及び冷凍システム
JP2013190140A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Ihi Corp プレートフィンの製造方法、プレートフィン及び熱交換器
JP2014091074A (ja) * 2012-11-01 2014-05-19 Ihi Corp 二酸化炭素回収装置
DE202015000883U1 (de) * 2015-02-06 2015-03-16 Man Diesel & Turbo Se Getriebeturbomaschine
JP2015137651A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated 空気圧縮のためのシステムおよび方法
JP2016145636A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー 伝動ターボ機械

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4805693A (en) * 1986-11-20 1989-02-21 Modine Manufacturing Multiple piece tube assembly for use in heat exchangers
US5775412A (en) * 1996-01-11 1998-07-07 Gidding Engineering, Inc. High pressure dense heat transfer area heat exchanger
DE69930026T2 (de) * 1998-04-28 2006-10-26 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Kombikraftwerk
DE19923242A1 (de) * 1998-12-18 2000-06-21 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen eines Gasstromes
FI114738B (fi) * 2000-08-23 2004-12-15 Vahterus Oy Levyrakenteinen lämmönvaihdin
TW552382B (en) 2001-06-18 2003-09-11 Showa Dendo Kk Evaporator, manufacturing method of the same, header for evaporator and refrigeration system
JP4082009B2 (ja) 2001-09-25 2008-04-30 株式会社日立プラントテクノロジー ターボ圧縮機
US6948909B2 (en) * 2003-09-16 2005-09-27 Modine Manufacturing Company Formed disk plate heat exchanger
EP1913324B1 (de) * 2005-07-19 2011-09-14 Behr GmbH & Co. KG Wärmeübertrager
CN101421519B (zh) * 2006-02-13 2012-07-04 英格索尔-兰德公司 多级压缩系统和操作该多级压缩系统的方法
US8376718B2 (en) * 2009-06-24 2013-02-19 Praxair Technology, Inc. Multistage compressor installation
US20120263605A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Demore Daniel D Compression method and air separation
DK2594884T3 (da) * 2011-11-16 2014-09-22 Vahterus Oy Pladevarmeveksler og fremgangsmåde til fremstilling af en pladevarmeveksler
ITFI20110262A1 (it) * 2011-12-06 2013-06-07 Nuovo Pignone Spa "heat recovery in carbon dioxide compression and compression and liquefaction systems"
EP2604862A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-19 Air Products and Chemicals, Inc. A compressor arrangement
US20140000841A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-02 Robert L. Baker Compressed gas cooling apparatus
DE102012022131A1 (de) 2012-11-13 2014-05-15 Man Diesel & Turbo Se Getriebeturbomaschine
DE102013000766A1 (de) * 2013-01-18 2014-07-24 Man Diesel & Turbo Se Kühler
FI124763B (fi) * 2013-04-04 2015-01-15 Vahterus Oy Levylämmönsiirrin ja menetelmä useamman vedon tekemiseksi levylämmönsiirtimeen
US20160040942A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 Halla Visteon Climate Control Corp. Heat exchanger with integrated noise suppression

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2161604A1 (de) * 1971-12-11 1973-06-14 Linde Ag Plattenwaermetauscher, insbesondere zur kuehlung eines verdichteten gases mittels einer fluessigkeit, wie wasser, z.b. als turbokompressor-nachkuehler
JP2003075024A (ja) * 2001-06-18 2003-03-12 Showa Denko Kk 蒸発器、その製造方法、蒸発器用ヘッダー部材及び冷凍システム
JP2013190140A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Ihi Corp プレートフィンの製造方法、プレートフィン及び熱交換器
JP2014091074A (ja) * 2012-11-01 2014-05-19 Ihi Corp 二酸化炭素回収装置
JP2015137651A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドAir Products And Chemicals Incorporated 空気圧縮のためのシステムおよび方法
DE202015000883U1 (de) * 2015-02-06 2015-03-16 Man Diesel & Turbo Se Getriebeturbomaschine
JP2016145636A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー 伝動ターボ機械

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