[특허]Two phase flow turbine

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IPC분류정보
국가/구분	United States(US) Patent 등록
국제특허분류(IPC7판)	F25B-001/00 F01K-025/00
출원번호	US-0222966 (1994-04-05)
발명자 / 주소	Brasz Joost J. (Fayetteville NY)
출원인 / 주소	Carrier Corporation (Syracuse NY 02)
인용정보	피인용 횟수 : 26 인용 특허 : 0

초록 ▼

A single-fluid two-phase turbine expander is employed in a compression-expansion refrigeration system. The turbine expander has its rotor mechanically coupled to the drive train of the associated refrigeration compressor, which can be a high-speed centrifugal compressor or a geared screw compressor. The turbine is a straight-forward design, with a rotor disk having peripheral vanes, and a nozzle block that houses the disk and contains a group of nozzles that are directed at the vanes. The nozzles each have an inlet orifice plate and a converging/diverging internal geometry that permits supersonic discharge. The vanes are shaped for impulse reaction and have a sharp exit bend to prevent further flashing of the two-phase mixture in the rotor.

대표청구항 ▼

Single fluid compression/expansion refrigeration apparatus which comprises a fill of a fluid refrigerant that exists in the apparatus as liquid and as vapor; a rotary compressor having an input shaft that is driven at a predetermined rotary speed, for compressing the vapor thereby adding compression energy to the refrigerant fluid; having an inlet to receive said fluid at a predetermined reduced pressure and an outlet from which the fluid is delivered at an elevated pressure; a drive motor having a drive shaft coupled to said input shaft to rotate the same; condenser means that exhausts heat from the condensed refrigerant to convert the compressed vapor to liquid; a turbine expander having an inlet supplied by said condenser means with said fluid at said elevated pressure as a combination of liquid and vapor for expanding the refrigerant fluid to said reduced pressure, including an output shaft coupled to said rotary compressor input shaft by a speed changing transmission, for recovering at least a part of the compression energy of the refrigerant fluid as it is being expanded and an outlet providing said refrigerant fluid at said reduced pressure; and evaporator means situated in circuit between the outlet of said turbine expander and the inlet of said compressor and fed with said refrigerant fluid at said reduced pressure for evaporating the refrigerant liquid to vapor and absorbing heat, and returning the resulting vapor to said compressor inlet, said turbine expander being sized such that, at the relative speeds of the compressor and turbine expander, the capacity of the turbine expander is matched with the mass flow of liquid and vapor being delivered to said turbine expander inlet.

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