팽창기-압축기 시스템의 자기 베어링을 위한 폐루프 냉각 유체 회로

• Main Authors: CANGIOLI FRANCESCO, ORTIZ NERI MASSIMILIANO, FIORAVANTI DUCCIO, BILIOTTI DAVIDE
• Format: Patent
• Language: Korean
• Published: 20.06.2024
• Subjects: AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; BEARINGS; BLASTING; COMBUSTION ENGINES; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ENGINE PLANTS IN GENERAL; ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; FLEXIBLE SHAFTS; GAS-TURBINE PLANTS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVEFUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; HEATING; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS; LIGHTING; MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; MECHANICAL ENGINEERING; NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAMTURBINES; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; SHAFTS; STEAM ENGINES; THERMAL INSULATION IN GENERAL; WEAPONS

팽창기-압축기 시스템(1000)은 팽창기(700), 압축기(900), 및 케이싱(600) 내에 위치되어 팽창기(700)와 압축기(900)를 기계적으로 결합하는 샤프트(800)를 포함하고; 팽창기-압축기 시스템(100)은 케이싱(600) 내부에 위치되고 샤프트(800)에 작용하도록 배치되는 자기 베어링(500, 510, 520)을 추가로 포함한다. 자기 베어링(500, 510, 520)은 환경으로 냉각 유체의 방출을 방지하고 하나의 자기 베어링(500, 510, 520)을 냉각하는 데 필요한 냉각 유체의 양을 감소시키기 위해 폐루프 구성으로 배치되는 냉각 유체 회로(1110)에 의해 냉각된다. 팽창기-압축기 시스템(100)은 샤프트(800)에서 냉각 유체 회로(1110, 2110)로 공정 가스의 누출을 방지하기 위해 샤프트(800)의 제1 단부 및/또는 샤프트(800)의 제2 단부 주위의 케이싱(600)에 배치되는 적어도 하나의 건조 가스 밀봉부(310, 320)를 추가로 포함한다. 냉각 유체 회로는 냉각 유체를 순환시키기 위해 케이싱(600) 내부 및/또는 외부에 있을 수 있는 펌프 또는 송풍기(112), 및 냉각 유체로부터 열을 제거하기 위해 케이싱(600) 외부에 있는 열 교환기(111)를 포함한다. Expander-compressor system (1000) comprising an expander (700), a compressor (900) and a shaft (800) located in a casing (600) which mechanically couples the expander (700) and the compressor (900); the expander-compressor system (100) comprises further a magnetic bearing (500, 510, 520) which is positioned inside the casing (600) and is arranged to act on the shaft (800). The magnetic bearing (500, 510, 520) is cooled by a cooling fluid circuit (1110) arranged in a closed-loop configuration in order to avoid the release of cooling fluid to the environment and reduce the amount of cooling fluid required for cooling the one magnetic bearing (500, 510, 520). The expander-compressor system (100) comprises further at least one dry gas seal (310, 320) arranged at the casing (600) around a first end of the shaft (800) and/or a second end of the shaft (800) in order to avoid leakage of process gas to the cooling fluid circuit (1110, 2110) at the shaft (800). The cooling fluid circuit comprises pump or a blower (112), that may be internal and/or external to the casing (600), to circulate a cooling fluid and a heat exchanger (111), that is external to the casing (600), to remove heat from the cooling fluid.