[发明专利]具有涡轮机、冷却器及承载框架的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种设备，其具有涡轮机、冷却器及用来容纳涡轮机和冷却器的承载框架。所述承载框架具有框架段，冷却器具有至少一个水平放置的大体管状冷却元件。框架段相互之间沿着冷却元件的纵向方向以一定距离设置，其下侧具有用来将所述设备支承在地板表面或底座框架上的接触点。根据不同的气体处理过程，涡轮机可作为，例如，压缩机、膨胀器或者组合的膨胀器/压缩机设备(压缩扩张器)来使用。由于涡轮机工作介质状态变化引起极端温差，其会导致所述设备各部件不同的膨胀。特别地，在冷却器中会产生能够导致大的热变形的大温差。

背景技术

具有上述特征的设备在实践中已为我们所熟知，并且通过将涡轮机和冷却器设置在共用承载框架上能够实现一种非常紧凑的抗扭力的构造方法。涡轮机和可选配备的电气设备典型地安装在框架段上、冷却器的上方。为了避免由于冷却器热膨胀引起的涡轮机和可选配备的电气设备的材料应力以及失调，所述已知设备通过一个框架段上的接触点仅附连至底座框架或地板表面，例如，地基或船舱，而其它接触点则分别由于至少一个冷却元件的热变形能够在地板表面或底座框架上滑动。由于船舶运动所产生的力仅在有限范围可以被吸收的缺陷，这会导致框架的变形。基于上述理由，框架必须在多个接触点处固定到基座上，另外，阻止其热变形。上述措施会在基座相连的固定点处引起大的反作用力，并导致框架或冷却器中的材料疲劳。

美国专利US5243815描述了一种具有燃气轮机驱动机构和热交换器的设备。将热交换器的两根管子在它们的端部以下述方式安装，即，所述设备的部件中的热应力或机械应力可以通过支承间隙平衡，所述的支承间隙允许管子绕支承点的相对运动，也就是借助于用于管子的可动设置的支撑件。美国专利US4458866中描述了一种换热器的承戴框架，其中换热器的管子以绝热的方式通过法兰安装在承载框架上。另外，管子在轴向或径向的热膨胀以及管子的有限侧向移动是可能的。

发明内容

基于这样的背景，本发明的一个目的是提供具有上述特征的设备，该设备能够可靠地固定在地板表面上，同时，允许冷却器的膨胀，且就此而言不会发生涡轮机的任何材料过载或过度失调。

根据本发明，该任务通过以下方式实现：至少一个冷却元件通过收容冷却元件的热变形的柔性部件附连在框架段上。根据本发明，冷却器的热膨胀不是象现有技术中所知的设备那样通过若干支承点的滑动吸收到框架中，而是通过以目标方式引入的弹性来实现。该弹性通过框架的结构设计来获得。因此，柔性部件还能够具有至少一个冷却元件保持在其上的可变形连接翼片。就此而言，具有可变形连接翼片的柔性部件可以与接触点和底座框架一起发生形变到能够吸收所述至少一个冷却元件的热变形的程度。

相互之间以一定距离设置的两个或多个框架段的接触点可与地板表面或底座框架通过例如螺纹连接和/或焊接连接以固定方式连接。为了增加接触点和地板表面或底座框架之间的摩擦值，将接触点和相关固定表面粗糙化或者型材化。优选地，用来将所述设备分别通过承载框架支承在地板表面或底座框架上的所有接触点例如采用螺钉连接、螺栓连接、形状配合安装连接或焊接附连在地板表面或底座框架上。

为了实现逐步冷却或不同处理阶段的冷却，冷却器可以有彼此相邻布置的两个管状冷却元件。基本上呈管状的冷却元件优选地为圆形截面。然而，其他的截面形状也是可以的，该截面在冷却器的长度上不必是恒定的。所述冷却元件还不加限制地具有收缩部、轴环、管道连接器和法兰。

所述涡轮机可以构造成压缩机、膨胀器或者具有至少一个压缩级和/或一个膨胀级的压缩扩张器。所述涡轮机优选地构造成离心式机械。典型地，涡轮机直接地或通过齿轮机构与构造成发电机或电动马达的电气设备相连接，该电气设备用作用于涡轮机的动力输出装置或驱动装置。本发明的优选实施例中，涡轮机被设置在第一框架段上，电气设备被设置在第二或第三框架段。涡轮机与电气设备由连接器彼此连接。由于所述至少一个冷却元件的的热变形被框架段的柔性部件吸收，从而总能保证涡轮机和电气设备的精确对准。

为了允许设备简单连接在地板表面或底座框架上，至少一个附连装置(例如用于框架段的固定的螺纹翼片或焊接翼片)优选地设置在所有的接触点处。通过在几个或优选地在所有接触点上固定设备，所述承载框架能够承受明显更大的侧向力，该侧向力例如在地震过程中可能发生在地面上的固定结构中，或者在油船上的活动使用的情况下在船运动过程中产生。

附图说明