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WO2013160274A1 - Turbomachine and method for cooling same - Google Patents

Turbomachine and method for cooling same Download PDF

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Publication number
WO2013160274A1
WO2013160274A1 PCT/EP2013/058346 EP2013058346W WO2013160274A1 WO 2013160274 A1 WO2013160274 A1 WO 2013160274A1 EP 2013058346 W EP2013058346 W EP 2013058346W WO 2013160274 A1 WO2013160274 A1 WO 2013160274A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
turbomachine
bearing
cooling
component
process stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/058346
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Zacharias
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=48289075&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2013160274(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2013160274A1 publication Critical patent/WO2013160274A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5806—Cooling the drive system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/584—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling or heating the machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/058—Bearings magnetic; electromagnetic

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine and a method for cooling at least one component of such and a use of a compressed process medium for cooling at least the component of the turbomachine.
  • So-called refrigeration cycle compressors are known from the prior art. Such machines often have several process stages and a motor with shaft, but also bearings of various types of bearings and seals. For proper and safe operation, such machines have, in addition to the intended cooling circuit, additional cooling circuits, such as those of the engine or lubricant. Numerous and complex designs can be subject to numerous problems, such as contamination of the process fluid with lubricant or leakage of the process fluid due to seal failure.
  • the invention is based on a turbomachine having at least one process space, at least one inflow area and at least one outflow area, between which a process medium flowing through at least one process space is compressed from a first lower pressure in an inflow area to a second higher pressure in an outflow area, and with a Strömungsmaschinenkühlnikank for cooling at least one component of the turbomachine.
  • the Strömungsmaschinenkssel- running is designed such that at least a portion of the process medium for cooling the at least one component from a discharge area to an inflow region is feasible. Due to the configuration of the invention, the compressed process medium component, assembly costs and cost-saving for cooling the turbomachine itself can be used. This also results in a particularly compact and efficient turbomachine.
  • a turbomachine here represents in particular any machine which can be used by a person skilled in the art, such as a compressor, a turbine, such as, for example, a gas turbine, an axial compressor or a radial compressor.
  • a process space is to be understood as an area, a space and / or a sequence and / or entirety of spaces in the interior of the turbomachine, in which a working process, such as compression and / or expansion of a process medium takes place, such as a fluid, a gas, steam, a liquid.
  • a working process such as compression and / or expansion of a process medium takes place, such as a fluid, a gas, steam, a liquid.
  • Outflow area in an end region of the process chamber, based on a compression process of the process medium arranged. It is also possible to arrange the inflow area in an initial area of a first part (space) of the process space and the outflow area in an end area of a second part (space) of the process space, based on a compression process of the process medium.
  • first lower pressure is to be understood as a pressure which is smaller than a pressure in the outflow region, and consequently smaller than the second higher pressure
  • an inflow region and an outflow region at a process stage for example comprising an impeller and designed as one
  • the turbomachine preferably has a first process stage and at least one second process stage, with an inflow region at the first process stage, having the lower pressure, and an outflow region at the at least second process stage, having the higher pressure, being advantageously arranged
  • a flow-conditioning cooling circuit should be understood to mean a cooling circuit which cools at least one region and / or in particular at least one special component of the turbomachine be understood on and / or cooling circuit of the turbomachine.
  • This intended process circuit cools an object located externally to the turbomachine, such as a medium such as air water or the like, a space (building, cabinet, etc.) that is cooled by the complete process cycle of the turbomachine.
  • the intended process cycle is in particular a proportion of a district cooling system for cooling one or more residential buildings, commercial buildings, residential areas, industrial areas, a hospital etc. and / or industrial facilities, such as a gas turbine.
  • Using the same process fluid and / or coolant for both circuits does not limit the above definition. If a corresponding component, in particular according to the prior art, has its own cooling unit, it represents this
  • Cooling unit here the Strömungsmaschinenkühlniklauf. In this case, it can now be particularly advantageous that this cooling unit thus integrally with the process cycle of the Turbomachine is formed.
  • "Integral” is to be understood here as meaning that the cooling unit and the process circuit have the same circuit and / or their circuits are formed by the same circuit and / or the cooling unit and the process circuit are only separated from one another with loss of function of at least one of the elements (unit or circuit) can be.
  • a cooling flow of a cooling medium can be generated by the flow machine cooling circuit between the outflow region (high pressure region) and the inflow region (low pressure region).
  • the cooling medium is preferably the process medium.
  • the at least one component of the turbomachine which can be cooled in particular by the flow-conditioning cooling circuit, can be formed by any component considered useful or coolable by the person skilled in the art. However, it is preferably proposed that the at least one component is selected from the group consisting of a bearing, a seal and a motor unit. As a result of this implementation, components occurring in the turbomachine in a structurally simple manner as well as assembly effort and space as well as component and cost savings can be cooled.
  • the seal and / or the bearing can be of any design that the person skilled in the art considers suitable and, for example, a ring, a gas and / or a labyrinth seal and also a ball, a gas, a sliding, a needle, have a rolling and / or a magnetic bearing.
  • the component can also be formed by a region of the turbomachine in which, for example, heat is generated and / or accumulates. This can be done for example by friction losses and be a gap, in particular between a rotor and a
  • the turbomachine comprises a motor unit, wherein the motor unit has at least one shaft which is mounted via at least one magnetic bearing.
  • a magnetic bearing By means of a magnetic bearing, a storage can be provided, with which the turbomachine has a low energy requirement.
  • the bearing can be made contactless with respect to the shaft, ie with a radial gap to it, whereby the operation takes place with respect to constructions of the prior art with less friction. The emergence of high temperatures is thereby advantageously prevented, which less heat must be dissipated compared to the prior art.
  • clearance (the radial gap) between stationary and rotating parts of the turbomachine can be made smaller, since thermal expansions and differential expansions of the components are negligible. As a result, an efficiency of the turbomachine can be increased. Furthermore, such a bearing is free of lubricants, which also eliminates contamination and in particular contamination of the process medium and is based on a cooling oil.
  • Lubricating system according to the prior art can be completely dispensed with. This eliminates the need for assembly- and maintenance-intensive oil lubrication systems such as pumps, filters and oil tanks. On special seals, such as, for example, a mechanical seal, can be advantageously dispensed with.
  • the turbomachine also has an electronic control system, which is used to control the position of the shaft or a rotor.
  • each magnetic bearing sensors that monitor a predefined normal position of the shaft. A detected deviation of the shaft from its normal position causes current to be directed to the electromagnets of the magnetic bearing to return the shaft to the normal position.
  • two functions namely a control of the position of the shaft or a wave monitoring and the correction of the position of the shaft, are combined in one unit.
  • the at least one magnetic bearing is a thrust bearing, whereby a particularly precise shaft positioning can take place.
  • the at least one magnetic bearing is a radial bearing.
  • the at least one shaft is mounted with at least one second magnetic bearing.
  • a high rigidity of the bearing of the shaft can be achieved.
  • the shaft can be aligned very precisely and evenly.
  • the magnetic bearing is designed as a thrust bearing and the at least second magnetic bearing as a radial bearing.
  • the shaft is structurally simple accurately and reliably positioned. Furthermore, it is thus possible to work with a high circumferential speed, in particular with respect to prior art designs, which makes it possible to achieve an optimum operating speed.
  • the magnetic bearing and the at least second magnetic bearing is a component of a radial / thrust bearing, whereby a reliable storage and management of the shaft takes place and a design effort can be minimized because the same design can be used for both bearings or bearings.
  • the magnetic bearing as a radial bearing and the at least second magnetic bearing is a component of a radial / thrust bearing.
  • the shaft can thus be made shorter in comparison to the structure with two radial / thrust bearings.
  • the motor unit has at least one motor which is encapsulated. This can prevent substances that are in a Engine compartment of the engine unit are located or released there, can escape from this.
  • a particularly reliable and safe operation of the turbomachine can be advantageously achieved when the engine is pressure-tight encapsulated. As a result, an environment of the engine compartment can be reliably protected in the event of a malfunction of the engine. In addition, escape of the process medium or of the refrigerant into the atmosphere is excluded by a sealing damage.
  • the turbomachine comprises at least one further bearing which serves as a backup bearing in the event of a defect of at least one magnetic bearing. By this configuration, a high safety standard of the turbomachine can be achieved.
  • the bearing can in this case be of any design that the person skilled in the art considers suitable, and can be formed, for example, by a ball, a gas, a sliding, a needle and / or a roller bearing.
  • the backup bearing is a dry-lubricated bearing and particularly advantageously a dry lubricated roller bearing, which can advantageously be dispensed on the process medium polluting fat and oil.
  • the turbomachine is a radial compressor, whereby a particularly compact design can be used.
  • the invention additionally proceeds from a method for cooling a turbomachine in which a process medium is compressed by the turbomachine and at least one component of the turbomachine is cooled using the process medium compressed by the turbomachine or at least part of it.
  • a process medium is compressed by the turbomachine and at least one component of the turbomachine is cooled using the process medium compressed by the turbomachine or at least part of it.
  • the compressed process medium component, installation effort and costs can be used to cool the flow machine itself.
  • This also results in a particularly efficient method for cooling the turbomachine.
  • the inventive method also serves to operate the Strömungsmaschinenksselniks the turbomachine between the Ausström Scheme (high pressure region) and the inflow (low pressure region), wherein the cooling machine cooling circuit, a cooling flow of the cooling medium is generated.
  • a preferred development consists in that, for cooling the at least one component, at least one part of the process medium is guided by an outflow region of at least one process chamber of the turbomachine to and / or in the direction of an inflow region (s) of at least one process chamber of the turbomachine.
  • the process of expansion of the process medium can be used structurally simply for cooling the at least one component.
  • the invention is based on the use of a process medium compressed by a turbomachine or at least a part thereof for cooling at least one component of the turbomachine.
  • the process medium present in the process cycle is used for a further aspect.
  • FIG. 1 shows a section through a favorable embodiment of a turbomachine according to the invention
  • FIG. 2 shows the bearing arrangement of the turbomachine from FIG. 1 in a schematic illustration, 1 in a schematic representation, a first alternative bearing arrangement in a schematic representation, a second alternative bearing arrangement in a schematic representation, a third alternative bearing arrangement in a schematic representation, a section through a turbomachine with the process cycle and the Strömungsmaschinen- cooling circuit of the turbomachine an alternative separate connection between a compressor stage and an engine compartment,
  • FIG. 8 shows a section through a turbomachine with an alternative internal connection between a compressor stage and an engine compartment
  • FIG. 9 shows a section through a turbomachine with a further alternative internal connection between a compressor stage and an engine compartment and
  • FIG. 10 shows a section through a turbomachine with a fourth alternative connection between a compressor stage and an engine compartment.
  • the Strömungsmaschi ne 10 has a motor unit 30, which comprises a motor 44, which is pressure-tight encapsulated in an engine compartment 50.
  • the motor unit 30 has one of the motor 44
  • each process stage 54, 54 ' has a space 60 in its interior, the spaces 60 of the compressor stages 54, 54' in their entirety forming a process space 12 of the turbomachine 10.
  • the process chamber 12 and the engine compartment 50 are provided with a seal with seals 28.
  • the shaft 32 of the motor unit 30 is supported by numerous bearings 26.
  • a respective bearing group 62 is arranged at the two axial ends 64, 64 'of the motor 44.
  • Each bearing group 62 has two magnetic bearings 34, 36 or a thrust bearing 38 and a radial bearing 40. In each bearing group 62, as viewed in the direction of the motor 44 to the respective
  • Compressor 54, 54 ', each an axial disc 66, the thrust bearing 38, the radial bearing 40 and a backup bearing 46 are arranged.
  • the bearing has two identically designed radial / axial bearings 42 with axial disc 66.
  • This bearing arrangement of the turbomachine 10 is shown schematically in FIG.
  • the fishing camp 46 which is designed as a dry-lubricated bearings used in the off state of the magnetic bearing 34,36 as a rest storage and in case of failure of the magnetic bearing 34, 36 as a security camp.
  • Each compressor stage 54, 54 comprises an inflow region 14 in the region of the impeller 56 and an outflow region 16 at the end of the spiral duct 58 (not shown in detail).
  • a process medium 18 such as a gas and / or refrigerant, such as tetrafluoroethane (R134a) or NH 3, the process chamber 12.
  • R134a tetrafluoroethane
  • NH 3 tetrafluoroethane
  • the turbomachine 10 is part of a process circuit 68 of a district cooling system, which is used for cooling an object 70, such as a residential building.
  • This process cycle 68 is shown schematically in FIG. provides.
  • the turbomachine 10 compresses the process medium 18 from the first low pressure i to the second higher pressure p 2 .
  • the thus-compressed process medium 18 has an elevated temperature and gives off its heat to an environment 72, such as an outdoor area.
  • the process medium 18 is liquefied via a condenser not shown in detail. Thereafter, it is fed to a throttle or an expansion valve 74 and by this the second higher pressure p 2 is reduced to the first lower pressure pi.
  • the turbomachine 10 also has a flow machine cooling circuit 20 for cooling a plurality of components 22 of the turbomachine 10. These components 22 are formed by the bearings 26 (magnetic bearings 34, 36, catch bearings 46), the seals 28 and the motor unit 30 with the motor 44.
  • the fluid cooling circuit 20 is designed such that a portion 24 of the process medium 18 for cooling the components 22 can be guided from the outflow region 16 of the compressor stage 54 'to the inflow region 14 of the compressor stage 54. This is shown schematically in FIG 3 for the engine 44 of the engine unit 30, wherein the Strömungsmaschinenksselnikank 20 and the motor 44 for reasons of clarity are drawn outside of the turbomachine 10.
  • the following is a method for cooling the flow machine 10, in which the process medium 18 by the
  • Turbomachine 10 is compressed described.
  • the components 22 of the turbomachine 10 are compacted using the flow machine 10.
  • th process medium 18 and a portion 24 thereof cooled.
  • a use of a compressed from the flow machine 10 process medium 18 for cooling the components 22 of the turbomachine 10 is described.
  • the turbomachine 10 has a separate port 76 in the form of a pipeline, not shown in detail, between the compressor stage 54 'and the engine compartment 50.
  • the connection 76 connects two recesses 78, 80, wherein the recess 78 in a housing of the spiral passage 58 of the compressor stage 54 'and the recess 80 of a housing of the engine compartment 50 is arranged.
  • the port 76 includes a fixed aperture 82. This aperture 82 may be disposed in the pipeline or directly in one of the recesses 78, 80.
  • the part 24 of the process medium 18 exits through the recess 78 and in the region of the shaft end 52 'through the recess 80 in the engine compartment 50 a.
  • the process medium 18 now flows through the engine compartment 50 or flows past the engine 44 for cooling thereof and exits from it in the region of the shaft end 52 at a recess 84 in the housing of the engine compartment 50 (see arrows with reference numbers 18, 24).
  • the process medium 18 expands from the second higher pressure p 2 to the first lower pressure pi. As a result, it reaches a low temperature T (represented by the arrow pointing downwards at the letter T) and can absorb heat from the components 22 and thus serves to cool them. Because of a performance loss through the components 22 and the motor 44, the process medium 18 may have reached a higher temperature after the cooling process, as it was before exiting the
  • Compressor 54 and the engine compartment 50 shown.
  • the same components, features and functions are always numbered the same.
  • the reference signs of the components deviating from one another in the exemplary embodiments of FIGS. 4 to 10 are supplemented by the letters a to g.
  • the following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3, it being possible to refer to the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3 with regard to components, features and functions remaining the same.
  • a shaft 32 of a turbomachine not shown in detail with a first alternative bearing arrangement is shown schematically. The difference with the bearing arrangement 62 of FIGS.
  • each bearing group 62a is formed by two magnetic bearings 34, 36 or a radial / axial bearing 42 and an axial disc 66.
  • the sequence of the bearings 26 in this case per bearing group 62a is a radial bearing 40, a thrust bearing 38 and an axial disk 66 (as seen in FIGS 1 to 3 in the direction from a motor not shown here to the respective compressor stage, not shown.)
  • the safety bearing is not here shown.).
  • FIG. 5 schematically shows a shaft 32 of a turbomachine not shown in detail with a second alternative bearing arrangement.
  • the difference with the bearing arrangement 62, 62a of FIGS. 1 to 3 and 4 is a modified composition of bearings 26 of two bearing groups 62b, 62b '.
  • a bearing group 62b is supported by a magnetic bearing 36 in the form of a radial bearing. gers 40 formed.
  • the second bearing group 62b ' is formed by a radial / thrust bearing 42, the component of which is a magnetic bearing 34, an axial disk 66 and a thrust bearing 38.
  • the sequence of the bearings 26 of the bearing group 62b ' is an axial bearing 38, the axial disk 66, a further thrust bearing 38 and a radial bearing 40 (as seen in FIGS. 1 to 3 in the direction from a motor not shown here to the respective one not shown Compressor stage.
  • the fishing camp is not shown here.).
  • the arrangements of the bearing groups 62b, 62b ' can also be reversed (not shown).
  • FIG 6 a shaft 32 of a turbomachine not shown in detail with a third alternative bearing arrangement is shown schematically.
  • the difference to the bearing arrangement 62b 'of FIG. 5 is an altered sequence of bearings 26 of a bearing group 62c' of two bearing groups 62c, 62c '.
  • a bearing group 62 c is formed by a magnetic bearing 36 in the form of a radial bearing 40.
  • the second bearing group 62c ' is formed by a radial / axial bearing 42 whose constituent part is a magnetic bearing 34, an axial disk 66 and a thrust bearing 38.
  • the sequence of bearings 26 of the bearing assembly 62c ' is, in contrast to the sequence of bearings 26 in FIG. 5, a radial bearing 40, a thrust bearing 38, the thrust washer 66, and another thrust bearing 38 (as seen in FIGS a motor not shown here to the respective not shown
  • bearing groups 62c, 62c ' can also be interchanged (not shown).
  • FIG. 7 shows a section through a turbomachine 10 with an alternative separate port 76d in the form of a pipeline between a compressor stage 54 'and an engine compartment 50.
  • the difference with the port 76 of FIG. 1 is that the pipeline of the separate port 76d or a the recesses 78, 80, through which a part 24 of a process medium 18 enters or exits, has / have a variable aperture 82.
  • a control device 86 To their adjustment includes the Turbomachine 10, a control device 86.
  • the control device 86 could have sensors, for example for pressure or temperature, on the basis of which information the control device 86 decides via the adjustment of the diaphragm 82.
  • FIG 8 is a section through a turbomachine 10 with an alternative internal terminal 76e between a
  • the difference with the terminal 76 of FIG. 1 is that the terminal 76e has or is formed by a recess 78 in the form of a bore.
  • the recess 78 is arranged in a wall 88 which is located axially between the compressor stage 54 'and the engine compartment 50 at a shaft end 52' in the region of a seal 28 or the wall 88 has the seal 28.
  • a portion 24 of a process medium 18 exits through the recess 78 or the bore in the region of an impeller 56 from the compressor stage 54 'and in the engine compartment 50 in the region of the shaft end 52'.
  • FIG. 9 shows a section through a turbomachine 10 with a further alternative internal connection 76f between a compressor stage 54 'and an engine compartment 50.
  • the difference from the port 76e of FIG. 8 is that the port 76f has a recess 78 in the form of a bore , in which a diaphragm 82 is screwed.
  • This panel 82 may be fixed or adjustable. For their Ver ein can be provided as well as in the embodiment of FIG 7, a control device.
  • connection 10 shows a section through a turbomachine 10 with a fourth alternative connection 76g between a compressor stage 54 'and an engine compartment 50.
  • connection 76g is formed by a sealing gap 90' of a seal 28, in the form of a labyrinth seal, formed at a shaft end 52 ' becomes.
  • This sealing gap 90 ' is radially wider than a sealing gap, not shown in detail, of the seal 28 of FIG. 1 for passing through a process medium 18.
  • a portion 24 of the process medium 18 passes through the sealing gap 90' in the region of an impeller 56 from the compressor stage 54 '. from and in the region of a shaft end 52 'in the engine compartment 50 a.
  • the process medium 18 now flows through the engine compartment 50 or flows past a motor 44 for its cooling and exits in the region of the shaft end 52 at a recess 84 in the housing of the engine compartment 50 from this again.
  • the process medium 18 could also emerge from a sealing gap 90 of identical construction at the shaft end 52 into a compressor stage 54 (not shown). While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Landscapes

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Description

Strömungsmaschine sowie Verfahren zur Kühlen einer solchen Turbomachine and method for cooling such

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine und ein Verfah- ren zum Kühlen von mindestens einem Bauteil einer solchen sowie eine Verwendung eines verdichteten Prozessmediums zur Kühlung mindestens des Bauteils der Strömungsmaschine. The invention relates to a turbomachine and a method for cooling at least one component of such and a use of a compressed process medium for cooling at least the component of the turbomachine.

Aus dem Stand der Technik sind so genannte Kältekreislaufver- dichter bekannt. Solche Maschinen weisen oft mehrere Prozessstufen und einen Motor mit Welle, aber auch Lager verschiedenster Lagertypen und Dichtungen auf . Zum betriebsgemäßen und sicheren Funktionieren weisen solche Maschinen zusätzlich zu dem bestimmungsgemäßen Kühlkreislauf weitere Kühlkreisläu- fe, wie den des Motors oder den für Schmierstoffe, auf. Bei solchen vielteiligen und komplexen Konstruktionen kann es zu zahlreichen Problemen kommt, wie beispielsweise zu Verunreinigungen des Prozessmediums mit Schmierstoff oder einem Entweichen des Prozessmediums durch Versagen von Dichtungen. So-called refrigeration cycle compressors are known from the prior art. Such machines often have several process stages and a motor with shaft, but also bearings of various types of bearings and seals. For proper and safe operation, such machines have, in addition to the intended cooling circuit, additional cooling circuits, such as those of the engine or lubricant. Numerous and complex designs can be subject to numerous problems, such as contamination of the process fluid with lubricant or leakage of the process fluid due to seal failure.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Strömungsmaschine und ein Verfahren zum Kühlen mindestens eines Bauteils der Strömungsmaschine bereitzustellen, bei der bzw. bei dem ein hoher Wirkungsgrad und Sicherheitsstandard der Strömungsmaschine unter Einsparung von Bauteilen, Montageaufwand und Kosten erreicht werden kann. It is an object of the present invention to provide a turbomachine and a method for cooling at least one component of the turbomachine, in which a high efficiency and safety standard of the turbomachine can be achieved while saving on components, assembly costs and costs.

Ferner ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Verwendung eines von einer Strömungsmaschine verdichteten Prozess- mediums zur Kühlung mindestens eines Bauteils der Strömungsmaschine bereit zu stellen. Furthermore, it is a further object of the invention to provide a use of a process medium compressed by a turbomachine for cooling at least one component of the turbomachine.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst mit einer Strömungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem Ver- fahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und einer Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der Beschreibung. Die Erfindung geht aus von einer Strömungsmaschine mit zumindest einem Prozessraum, zumindest einem Einströmbereich und zumindest einem Ausströmbereich, zwischen welchen ein den zu- mindest einen Prozessraum durchströmendes Prozessmedium von einem ersten geringeren Druck in einem Einströmbereichs auf einen zweiten höheren Druck in einem Ausströmbereichs verdichtet wird, sowie mit einem Strömungsmaschinenkühlkreislauf zur Kühlung mindestens eines Bauteils der Strömungsmaschine. These objects are achieved according to the invention with a turbomachine having the features of claim 1, a method with the features of claim 12 and a use with the features of claim 14. Advantageous embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims and the description , The invention is based on a turbomachine having at least one process space, at least one inflow area and at least one outflow area, between which a process medium flowing through at least one process space is compressed from a first lower pressure in an inflow area to a second higher pressure in an outflow area, and with a Strömungsmaschinenkühlkreislauf for cooling at least one component of the turbomachine.

Es wird vorgeschlagen, dass der Strömungsmaschinenkühlkreis- lauf derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil des Prozessmediums zur Kühlung des mindestens einen Bauteils von einem Ausströmbereich zu einem Einströmbereich führbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann das verdichtete Prozessmedium Bauteil, Montageaufwand und Kosten sparend zur Kühlung der Strömungsmaschine selbst verwendet werden. Hierdurch ergibt sich ferner eine besonders kompakte und effiziente Strömungsmaschine. It is proposed that the Strömungsmaschinenkühlkreis- running is designed such that at least a portion of the process medium for cooling the at least one component from a discharge area to an inflow region is feasible. Due to the configuration of the invention, the compressed process medium component, assembly costs and cost-saving for cooling the turbomachine itself can be used. This also results in a particularly compact and efficient turbomachine.

Eine Strömungsmaschine stellt hier insbesondere jede, vom Fachmann für einsetzbar erachtete Maschine dar, wie einen Kompressor, eine Turbine, wie bspw. eine Gasturbine, einen Axialverdichter oder einen Radialverdichter. In diesem Zusam- menhang soll unter einem Prozessraum ein Bereich, ein Raum und/oder eine Folge und/oder Gesamtheit von Räumen im Inneren der Strömungsmaschine verstanden werden, in dem/in denen ein Arbeitsprozess , wie ein Verdichten und/oder eine Expansion eines Prozessmediums erfolgt, wie beispielsweise ein Fluid, ein Gas, Dampf, eine Flüssigkeit. Bevorzugt ist der A turbomachine here represents in particular any machine which can be used by a person skilled in the art, such as a compressor, a turbine, such as, for example, a gas turbine, an axial compressor or a radial compressor. In this context, a process space is to be understood as an area, a space and / or a sequence and / or entirety of spaces in the interior of the turbomachine, in which a working process, such as compression and / or expansion of a process medium takes place, such as a fluid, a gas, steam, a liquid. Preferably, the

Einströmbereich in einem Anfangsbereich und der Inflow area in an initial area and the

Ausströmbereich in einem Endbereich des Prozessraums, bezogen auf einen Verdichtungsprozess des Prozessmediums, angeordnet. Möglich ist auch, die Anordnung des Einströmbereichs in einem Anfangsbereich eines ersten Teils (Raums) des Prozessraums und des Ausströmbereichs in einem Endbereich eines zweiten Teils (Raums) des Prozessraums, bezogen auf einen Verdichtungsprozess des Prozessmediums. Unter der Wendung „erster geringerer Druck" soll ein Druck verstanden werden, der kleiner ist, als ein Druck im Ausströmbereich, folglich kleiner als der zweite höhere Druck. Es wird zudem vorgeschlagen, dass ein Einströmbereich und ein Ausströmbereich an einer Prozessstufe, beispielsweise umfassend ein Laufrad und ausgebildet als eine Verdichterstufe, angeordnet ist. Bevorzugt weist die Strömungsmaschine eine erste Prozessstufe und zumindest eine zweite Prozessstufe auf, wobei insbesondere vorteilhaft ein Einströmbereich an der ersten Prozessstufe, aufweisend den geringeren Druck, und ein Ausströmbereich an der zumindest zweiten Prozessstufe, aufweisend den höheren Druck, angeordnet ist. Ferner soll unter einem Strömungsmaschinenkühlkreislauf ein Kühlkreislauf verstanden werden, der zumindest einen Bereich und/oder insbesondere zumindest ein spezielles Bauteil der Strömungsmaschine kühlt. Unter dem Strömungsmaschinenkühl - kreislauf soll insbesondere nicht der bestimmungsgemäße Pro- zesskreislauf und/oder Kühlkreislauf der Strömungsmaschine verstanden werden. Dieser bestimmungsgemäße Prozesskreislauf kühlt ein sich extern zur Strömungsmaschine befindliches Objekt, wie beispielsweise ein Medium, wie Luft Wasser oder ähnliches, einen (Gebäude-, Schrank- etc.) Raum, das/der durch den vollständigen Prozesskreislauf der Strömungsmaschine gekühlt wird. Der bestimmungsgemäße Prozesskreislauf ist insbesondere ein Anteil eines Fernkühlungssystems zur Kühlung eines oder mehrere Wohnhäuser, Geschäftshäuser, Wohngebiete, Industriegebiete, eines Krankenhauses etc. und/oder industri- eller Anlagen, wie einer Gasturbine. Eine Verwendung desselben Prozessmediums und/oder Kühlmittels für beide Kreisläufe (Strömungsmaschinenkühlkreislauf und Prozesskreislauf) schränkt die oben stehende Definition nicht ein. Weist ein entsprechendes Bauteil, insbesondere gemäß des Standes der Technik, einen eigenen Kühleinheit auf, repräsentiert dieseOutflow area in an end region of the process chamber, based on a compression process of the process medium, arranged. It is also possible to arrange the inflow area in an initial area of a first part (space) of the process space and the outflow area in an end area of a second part (space) of the process space, based on a compression process of the process medium. Under the phrase "first lower pressure "is to be understood as a pressure which is smaller than a pressure in the outflow region, and consequently smaller than the second higher pressure, It is also proposed that an inflow region and an outflow region at a process stage, for example comprising an impeller and designed as one The turbomachine preferably has a first process stage and at least one second process stage, with an inflow region at the first process stage, having the lower pressure, and an outflow region at the at least second process stage, having the higher pressure, being advantageously arranged Furthermore, a flow-conditioning cooling circuit should be understood to mean a cooling circuit which cools at least one region and / or in particular at least one special component of the turbomachine be understood on and / or cooling circuit of the turbomachine. This intended process circuit cools an object located externally to the turbomachine, such as a medium such as air water or the like, a space (building, cabinet, etc.) that is cooled by the complete process cycle of the turbomachine. The intended process cycle is in particular a proportion of a district cooling system for cooling one or more residential buildings, commercial buildings, residential areas, industrial areas, a hospital etc. and / or industrial facilities, such as a gas turbine. Using the same process fluid and / or coolant for both circuits (fluid cooling circuit and process circuit) does not limit the above definition. If a corresponding component, in particular according to the prior art, has its own cooling unit, it represents this

Kühleinheit hier den Strömungsmaschinenkühlkreislauf . Hierbei kann sich nun insbesondere vorteilhaft ergeben, dass diese Kühleinheit somit einstückig mit dem Prozesskreislauf der Strömungsmaschine ausgebildet ist. Unter „einstückig" soll hier verstanden werden, dass die Kühleinheit und der Prozesskreislauf denselben Kreislauf aufweisen und/oder deren Kreisläufe von demselben Kreislauf gebildet sind und/oder die Kühleinheit und der Prozesskreislauf nur unter Funktionsverlust zumindest eines der Elemente (Einheit oder Kreislauf) voneinander getrennt werden können. Cooling unit here the Strömungsmaschinenkühlkreislauf. In this case, it can now be particularly advantageous that this cooling unit thus integrally with the process cycle of the Turbomachine is formed. "Integral" is to be understood here as meaning that the cooling unit and the process circuit have the same circuit and / or their circuits are formed by the same circuit and / or the cooling unit and the process circuit are only separated from one another with loss of function of at least one of the elements (unit or circuit) can be.

Vorteilhafterweise ist durch den Strömungsmaschinenkühlkreis- lauf zwischen dem Ausströmbereich (Bereich mit hohem Druck) und dem Einströmbereich (Bereich mit niedrigem Druck) ein Kühlstrom eines Kühlmediums erzeugbar. Bevorzugt ist das Kühlmedium das Prozessmedium. Unter der Wendung „zu einem Einströmbereich führbar" soll insbesondere auch „in Richtung zu einem Einführbereich" verstanden werden. Advantageously, a cooling flow of a cooling medium can be generated by the flow machine cooling circuit between the outflow region (high pressure region) and the inflow region (low pressure region). The cooling medium is preferably the process medium. By the phrase "feasible to an inflow region" is to be understood in particular also "in the direction of an insertion region".

Das zumindest eine Bauteil der Strömungsmaschine, welches insbesondere durch den Strömungsmaschinenkühlkreislauf kühlbar ist, kann von jedem, dem Fachmann für sinnvoll bzw. kühlbar erachteten Bauteil gebildet sein. Es wird jedoch bevorzugt vorgeschlagen, dass das zumindest eine Bauteil ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Lager, einer Dichtung und einer Motoreinheit. Durch diese Realisierung können in der Strömungsmaschine üblich vorkommende Bauteile konstruktiv einfach sowie Montageaufwand und Platz sowie Bauteil und Kosten sparend gekühlt werden. Hierbei können die Dichtung und/oder das Lager von jeder, dem Fachmann für einsetzbar erachteten Bauart sein und beispielsweise eine Ring-, eine Gas- und/oder eine Labyrinthdichtung sowie ein Kugel-, ein Gas-, ein Gleit-, ein Nadel-, ein Wälz- und/oder ein Magnetlager aufweisen. Grundsätzlich kann das Bauteil auch von einem Bereich der Strömungsmaschine gebildet sein, in dem beispielsweise Wärme entsteht und/oder sich anstaut. Dies kann zum Beispiel durch Reibungsverluste geschehen und eine Spalt sein, insbesondere zwischen einem Rotor und einem The at least one component of the turbomachine, which can be cooled in particular by the flow-conditioning cooling circuit, can be formed by any component considered useful or coolable by the person skilled in the art. However, it is preferably proposed that the at least one component is selected from the group consisting of a bearing, a seal and a motor unit. As a result of this implementation, components occurring in the turbomachine in a structurally simple manner as well as assembly effort and space as well as component and cost savings can be cooled. In this case, the seal and / or the bearing can be of any design that the person skilled in the art considers suitable and, for example, a ring, a gas and / or a labyrinth seal and also a ball, a gas, a sliding, a needle, have a rolling and / or a magnetic bearing. In principle, the component can also be formed by a region of the turbomachine in which, for example, heat is generated and / or accumulates. This can be done for example by friction losses and be a gap, in particular between a rotor and a

Stator . Bevorzugt umfasst die Strömungsmaschine eine Motoreinheit, wobei die Motoreinheit zumindest eine Welle aufweist, welche über zumindest ein Magnetlager gelagert ist. Mittels eines Magnetlagers kann eine Lagerung bereitgestellt werden, mit der die Strömungsmaschine einen geringen Energiebedarf aufweist. Ferner kann das Lager in Bezug auf die Welle kontaktlos, also mit einem Radialspalt zu dieser, ausgeführt werden, wodurch der Betrieb gegenüber Konstruktionen des Standes der Technik mit geringerer Reibung erfolgt. Die Entstehung von hohen Temperaturen wird dadurch vorteilhaft verhindert, wodurch im Vergleich zum Stand der Technik weniger Wärme abgeführt werden muss. Zudem kann im Vergleich zu Konstruktionen des Standes der Technik ein Spiel (der Radialspalt) zwischen stationären und rotierenden Teilen der Strömungsmaschine ge- ringer gestaltet werden, da Wärmeausdehnungen und Differenz - dehnungen der Bauteile vernachlässigbar sind. Hierdurch kann auch ein Wirkungsgrad der Strömungsmaschine erhöht werden. Ferner arbeitet ein solches Lager frei von Schmiermitteln, wodurch auch Verschmutzung und insbesondere Verunreinigungen des Prozessmediums eliminiert werden und auf ein Kühlöl-Stator. Preferably, the turbomachine comprises a motor unit, wherein the motor unit has at least one shaft which is mounted via at least one magnetic bearing. By means of a magnetic bearing, a storage can be provided, with which the turbomachine has a low energy requirement. Furthermore, the bearing can be made contactless with respect to the shaft, ie with a radial gap to it, whereby the operation takes place with respect to constructions of the prior art with less friction. The emergence of high temperatures is thereby advantageously prevented, which less heat must be dissipated compared to the prior art. In addition, in comparison with constructions of the prior art, clearance (the radial gap) between stationary and rotating parts of the turbomachine can be made smaller, since thermal expansions and differential expansions of the components are negligible. As a result, an efficiency of the turbomachine can be increased. Furthermore, such a bearing is free of lubricants, which also eliminates contamination and in particular contamination of the process medium and is based on a cooling oil.

Schmiersystem gemäß des Standes der Technik komplett verzichtet werden kann. Damit entfallen auch montage- kosten- und wartungsintensive Ölschmiersysteme , wie Pumpen, Filter und Ölbehälter. Auch auf spezielle Dichtungen, wie bspw. eine Gleitringdichtung, kann vorteilhaft verzichtet werden. Lubricating system according to the prior art can be completely dispensed with. This eliminates the need for assembly- and maintenance-intensive oil lubrication systems such as pumps, filters and oil tanks. On special seals, such as, for example, a mechanical seal, can be advantageously dispensed with.

Die Strömungsmaschine weist zudem ein elektronisches Regel - System auf, das zur Regelung der Position der Welle bzw. eines Rotors dient. Hierfür weist jedes Magnetlager Sensoren auf, die eine vorab definierte Normalposition der Welle überwachen. Bei einer erkannten Abweichung der Welle von seiner Normalposition wird veranlasst, dass Strom auf die Elektro- magnete des Magnetlagers geleitet wird, um die Welle wieder in die Normalposition zurück zu führen. Hierdurch können zwei Funktionen, nämlich die einer Kontrolle der Position der Welle bzw. eine Wellenüberwachung und die der Korrektur der Position der Welle, in einer Einheit vereint werden. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Magnetlager ein Axiallager ist, wodurch eine besonders präzise Wellenpositionierung erfolgen kann. In einer weiteren und/oder alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Magnetlager ein Radiallager ist. The turbomachine also has an electronic control system, which is used to control the position of the shaft or a rotor. For this purpose, each magnetic bearing sensors that monitor a predefined normal position of the shaft. A detected deviation of the shaft from its normal position causes current to be directed to the electromagnets of the magnetic bearing to return the shaft to the normal position. In this way, two functions, namely a control of the position of the shaft or a wave monitoring and the correction of the position of the shaft, are combined in one unit. Furthermore, it is advantageous if the at least one magnetic bearing is a thrust bearing, whereby a particularly precise shaft positioning can take place. In a further and / or alternative embodiment of the invention, it is proposed that the at least one magnetic bearing is a radial bearing.

Hierdurch kann eine besonders zuverlässige Lagerung bereitgestellt werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Welle mit zumindest einem zweiten Magnetlager gelagert ist. Mittels dieser Realisierung kann eine hohe Steifigkeit der Lagerung der Welle erzielt werden. Zudem kann die Welle so besonders exakt und gleichmäßig ausgerichtet werden.  As a result, a particularly reliable storage can be provided. It is also proposed that the at least one shaft is mounted with at least one second magnetic bearing. By means of this realization, a high rigidity of the bearing of the shaft can be achieved. In addition, the shaft can be aligned very precisely and evenly.

Des Weiteren ist es denkbar, dass das Magnetlager als ein Axiallager und das zumindest zweite Magnetlager als ein Radi- allager ausgebildet ist. Hierdurch wird die Welle konstruktiv einfach genau und zuverlässig positioniert. Ferner kann so, insbesondere gegenüber Konstruktionen des Standes der Technik, mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit gearbeitet werden, was ein Erreichen einer optimalen Betriebsdrehzahl er- möglicht. Furthermore, it is conceivable that the magnetic bearing is designed as a thrust bearing and the at least second magnetic bearing as a radial bearing. As a result, the shaft is structurally simple accurately and reliably positioned. Furthermore, it is thus possible to work with a high circumferential speed, in particular with respect to prior art designs, which makes it possible to achieve an optimum operating speed.

Bevorzugt ist das Magnetlager und das zumindest zweite Magnetlager ein Bestandteil eines Radial-/Axiallagers, wodurch eine verlässliche Lagerung und Führung der Welle erfolgt so- wie ein Konstruktionsaufwand minimiert werden kann, da für beide Lagerstellen bzw. Lager dieselbe Konstruktion Verwendung finden kann. Des Weiteren kann es in einer alternativen Ausgestaltung vorteilhaft sein, wenn das Magnetlager als ein Radiallager und das zumindest zweite Magnetlager ein Bestand- teil eines Radial-/Axiallagers ist. Durch das fehlende zweite Radial -Axiallager und somit einer zweiten Axialscheibe können Platz, Bauteile und Kosten eingespart werden. Insbesondere kann die Welle so, im Vergleich zu dem Aufbau mit zwei Radi- al-/Axiallagern, kürzer ausgeführt werden. Preferably, the magnetic bearing and the at least second magnetic bearing is a component of a radial / thrust bearing, whereby a reliable storage and management of the shaft takes place and a design effort can be minimized because the same design can be used for both bearings or bearings. Furthermore, it may be advantageous in an alternative embodiment, when the magnetic bearing as a radial bearing and the at least second magnetic bearing is a component of a radial / thrust bearing. The lack of a second radial axial bearing and thus a second axial disk space, components and costs can be saved. In particular, the shaft can thus be made shorter in comparison to the structure with two radial / thrust bearings.

In einer bevorzugten Realisierung weist die Motoreinheit zumindest einen Motor auf, welcher gekapselt ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass Stoffe, die/der sich in einem Motorraum der Motoreinheit befinden oder dort freigesetzt werden, aus diesem austreten können. Ein besonders zuverlässiger und sicherer Betrieb der Strömungsmaschine kann vorteilhaft erreicht werden, wenn der Motor druckfest gekapselt ist. Dadurch kann ein Umfeld des Motorraums in einem Defektfall des Motors verlässlich geschützt werden. Zudem ist ein Entweichen des Prozessmediums bzw. des Kältemittels in die Atmosphäre durch einen Dichtschaden ausgeschlossen. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Strömungsmaschine zumindest ein weiteres Lager umfasst, welches im Defektfall zumindest eines Magnetlagers als Fanglager dient. Durch diese Ausgestaltung kann ein hoher Sicherheitsstandard der Strömungsmaschine erreicht werden. Das Lager kann hierbei von jeder, dem Fachmann für einsetzbar erachteten Bauart sein, und kann beispielsweise von einem Kugel-, einem Gas-, einem Gleit-, einem Nadel- und/oder einem Wälzlager gebildet sein. Bevorzugt ist das Fanglager ein trocken geschmiertes Lager und besonders vorteilhaft ein trocken geschmiertes Wälzlager, wo- durch vorteilhaft auf das Prozessmedium verschmutzende Fett- und Ölstoffe verzichtet werden kann. In a preferred embodiment, the motor unit has at least one motor which is encapsulated. This can prevent substances that are in a Engine compartment of the engine unit are located or released there, can escape from this. A particularly reliable and safe operation of the turbomachine can be advantageously achieved when the engine is pressure-tight encapsulated. As a result, an environment of the engine compartment can be reliably protected in the event of a malfunction of the engine. In addition, escape of the process medium or of the refrigerant into the atmosphere is excluded by a sealing damage. In addition, it is proposed that the turbomachine comprises at least one further bearing which serves as a backup bearing in the event of a defect of at least one magnetic bearing. By this configuration, a high safety standard of the turbomachine can be achieved. The bearing can in this case be of any design that the person skilled in the art considers suitable, and can be formed, for example, by a ball, a gas, a sliding, a needle and / or a roller bearing. Preferably, the backup bearing is a dry-lubricated bearing and particularly advantageously a dry lubricated roller bearing, which can advantageously be dispensed on the process medium polluting fat and oil.

In einer bevorzugten Realisierung ist die Strömungsmaschine ein Radialverdichter, wodurch eine besonders kompakte Bauart zum Einsatz kommen kann. In a preferred embodiment, the turbomachine is a radial compressor, whereby a particularly compact design can be used.

Die Erfindung geht zudem aus von einem Verfahren zu einer Kühlung einer Strömungsmaschine bei der ein Prozessmedium durch die Strömungsmaschine verdichtet wird und mindestens ein Bauteil der Strömungsmaschine unter Verwendung des durch die Strömungsmaschine verdichteten Prozessmediums oder zumindest eines Teils davon gekühlt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann das verdichtete Prozessmedium Bauteil, Montageaufwand und Kosten sparend zur Kühlung der Strö- mungsmaschine selbst verwendet werden. Hierdurch ergibt sich ferner ein besonders effizientes Verfahren zur Kühlung der Strömungsmaschine . Das erfindungsgemäße Verfahren dient zudem zum Betreiben des Strömungsmaschinenkühlkreislaufs der Strömungsmaschine zwischen dem Ausströmbereich (Bereich mit hohem Druck) und dem Einströmbereich (Bereich mit niedrigem Druck) , wobei mit dem Strömungsmaschinenkühlkreislauf ein Kühlstrom des Kühlmediums erzeugt wird. Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass zur Kühlung des mindestens einen Bauteils zumindest ein Teil des Prozessmediums von einem Ausströmbereich zumindest eines Prozessraums der Strömungsmaschine zu einem und/oder in Richtung eines Einströmbereich (s) zumindest eines Prozessraums der Strömungsmaschine geführt wird. Hierdurch kann der Prozess der Expansion des Prozessmediums konstruktiv einfach zur Kühlung des mindestens einen Bauteils verwendet werden. Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Verwendung eines von einer Strömungsmaschine verdichteten Prozessmediums oder zumindest eines Teils davon zur Kühlung mindestens eines Bauteils der Strömungsmaschine. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird das im Prozesskreislauf vorhandene Pro- zessmedium für einen weiteren Aspekt benutzt. The invention additionally proceeds from a method for cooling a turbomachine in which a process medium is compressed by the turbomachine and at least one component of the turbomachine is cooled using the process medium compressed by the turbomachine or at least part of it. As a result of the configuration according to the invention, the compressed process medium component, installation effort and costs can be used to cool the flow machine itself. This also results in a particularly efficient method for cooling the turbomachine. The inventive method also serves to operate the Strömungsmaschinenkühlkreiss the turbomachine between the Ausströmbereich (high pressure region) and the inflow (low pressure region), wherein the cooling machine cooling circuit, a cooling flow of the cooling medium is generated. A preferred development consists in that, for cooling the at least one component, at least one part of the process medium is guided by an outflow region of at least one process chamber of the turbomachine to and / or in the direction of an inflow region (s) of at least one process chamber of the turbomachine. As a result, the process of expansion of the process medium can be used structurally simply for cooling the at least one component. Furthermore, the invention is based on the use of a process medium compressed by a turbomachine or at least a part thereof for cooling at least one component of the turbomachine. As a result of the configuration according to the invention, the process medium present in the process cycle is used for a further aspect.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings.

Es zeigen: Show it:

FIG 1 einen Schnitt durch ein günstiges Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strömungsmaschine, FIG 2 die Lageranordnung der Strömungsmaschine aus FIG 1 in einer schematischen Darstellung, der Prozesskreislauf und der Strömungsmaschinen- kühlkreislauf der Strömungsmaschine aus FIG 1 in einer schematischen Darstellung, eine erste alternative Lageranordnung in einer schematischen Darstellung, eine zweite alternative Lageranordnung in einer schematischen Darstellung, eine dritte alternative Lageranordnung in einer schematischen Darstellung, einen Schnitt durch eine Strömungsmaschine mit e nem alternativen gesonderten Anschluss zwischen ner Verdichterstufe und einem Motorraum, 1 shows a section through a favorable embodiment of a turbomachine according to the invention, FIG. 2 shows the bearing arrangement of the turbomachine from FIG. 1 in a schematic illustration, 1 in a schematic representation, a first alternative bearing arrangement in a schematic representation, a second alternative bearing arrangement in a schematic representation, a third alternative bearing arrangement in a schematic representation, a section through a turbomachine with the process cycle and the Strömungsmaschinen- cooling circuit of the turbomachine an alternative separate connection between a compressor stage and an engine compartment,

FIG 8 einen Schnitt durch eine Strömungsmaschine mit einem alternativen internen Anschluss zwischen einer Verdichterstufe und einem Motorraum, 8 shows a section through a turbomachine with an alternative internal connection between a compressor stage and an engine compartment,

FIG 9 einen Schnitt durch eine Strömungsmaschine mit einem weiteren alternativen internen Anschluss zwischen einer Verdichterstufe und einem Motorraum und 9 shows a section through a turbomachine with a further alternative internal connection between a compressor stage and an engine compartment and

FIG 10 einen Schnitt durch eine Strömungsmaschine mit einem vierten alternativen Anschluss zwischen einer Verdichterstufe und einem Motorraum. 10 shows a section through a turbomachine with a fourth alternative connection between a compressor stage and an engine compartment.

FIG 1 zeigt einen Schnitt durch ein günstiges Ausführungsbei spiel einer erfindungsgemäßen Strömungsmaschine 10, die als ein Radialverdichter 48 ausgebildet ist. Die Strömungsmaschi ne 10 weist eine Motoreinheit 30 auf, die einen Motor 44 um- fasst, der in einem Motorraum 50 druckfest gekapselt ist. Zu dem weist die Motoreinheit 30 eine von dem Motor 44 1 shows a section through a favorable Ausführungsbei game of a flow machine 10 according to the invention, which is designed as a radial compressor 48. The Strömungsmaschi ne 10 has a motor unit 30, which comprises a motor 44, which is pressure-tight encapsulated in an engine compartment 50. In addition, the motor unit 30 has one of the motor 44

antreibbare Welle 32 auf. An den Wellenenden 52, 52' der Wel le 32 ist je eine Prozessstufe bzw. Verdichterstufe 54, 54' mit einem Laufrad 56 und einem Spiralgang 58 angeordnet. Jede Prozessstufe 54, 54' weist in ihrem Inneren einen Raum 60 auf, wobei die Räume 60 der Verdichterstufen 54, 54' in ihrer Gesamtheit einen Prozessraum 12 der Strömungsmaschine 10 bil- den. Der Prozessraum 12 und der Motorraum 50 sind zu einer Abdichtung mit Dichtungen 28 versehen. drivable shaft 32 on. At the shaft ends 52, 52 'of the Wel le 32 is ever a process stage or compressor stage 54, 54' arranged with an impeller 56 and a spiral passage 58. Each process stage 54, 54 'has a space 60 in its interior, the spaces 60 of the compressor stages 54, 54' in their entirety forming a process space 12 of the turbomachine 10. The process chamber 12 and the engine compartment 50 are provided with a seal with seals 28.

Die Welle 32 der Motoreinheit 30 ist über zahlreiche Lager 26 gelagert. Hierbei ist je eine Lagergruppe 62 an den beiden axialen Enden 64, 64' des Motors 44 angeordnet. Jede Lagergruppe 62 weist zwei Magnetlager 34, 36 bzw. ein Axiallager 38 und ein Radiallager 40 auf. Bei jeder Lagergruppe 62 sind, gesehen in Richtung vom Motor 44 zu der jeweiligen The shaft 32 of the motor unit 30 is supported by numerous bearings 26. In this case, a respective bearing group 62 is arranged at the two axial ends 64, 64 'of the motor 44. Each bearing group 62 has two magnetic bearings 34, 36 or a thrust bearing 38 and a radial bearing 40. In each bearing group 62, as viewed in the direction of the motor 44 to the respective

Verdichterstufe 54, 54', je eine Axialscheibe 66, das Axial- lager 38, das Radiallager 40 und ein Fanglager 46 angeordnet. Somit weist die Lagerung zwei identisch ausgeführte Radial - /Axiallager 42 mit Axialscheibe 66 auf. Diese Lageranordnung der Strömungsmaschine 10 ist in FIG 2 schematisch gezeigt. Das Fanglager 46, das als ein trocken geschmiertes Wälzlager ausgeführt ist, dient im abgeschalteten Zustand der Magnetlager 34,36 als Ruhelager und im Defektfall eines der Magnetlager 34, 36 als Sicherheitslager. Compressor 54, 54 ', each an axial disc 66, the thrust bearing 38, the radial bearing 40 and a backup bearing 46 are arranged. Thus, the bearing has two identically designed radial / axial bearings 42 with axial disc 66. This bearing arrangement of the turbomachine 10 is shown schematically in FIG. The fishing camp 46, which is designed as a dry-lubricated bearings used in the off state of the magnetic bearing 34,36 as a rest storage and in case of failure of the magnetic bearing 34, 36 as a security camp.

Jede Verdichterstufe 54, 54' umfasst einen Einströmbereich 14 im Bereich des Laufrads 56 und einen Ausströmbereich 16 am Ende des Spiralgangs 58 (nicht im Detail gezeigt) . Jeweils zwischen dem Einströmbereich 14 und dem Ausströmbereich 16 durchströmt ein Prozessmedium 18, wie beispielsweise ein Gas und/oder Kältemittel, wie etwa Tetrafluorethan (R134a) oder NH3 den Prozessraum 12. Dieses wird im Betrieb der Strömungsmaschine 10 von einem ersten geringeren Druck pi in dem Each compressor stage 54, 54 'comprises an inflow region 14 in the region of the impeller 56 and an outflow region 16 at the end of the spiral duct 58 (not shown in detail). In each case between the inflow region 14 and the outflow region 16 flows through a process medium 18, such as a gas and / or refrigerant, such as tetrafluoroethane (R134a) or NH 3, the process chamber 12. This is in operation of the turbomachine 10 of a first lower pressure pi in the

Einströmbereich 14 auf einen zweiten höheren Druck p2 in dem Ausströmbereich 16 verdichtet. Die Strömungsmaschine 10 ist Bestandteil eines Prozesskreislaufs 68 eines Fernkühlungssystems , der bzw. das zur Kühlung eines Objekts 70, wie beispielsweise eines Wohnhauses dient. Dieser Prozesskreislauf 68 ist schematisch in FIG 3 darge- stellt. Die Strömungsmaschine 10 verdichtet das Prozessmedium 18 von dem ersten geringen Druck i zu dem zweiten höheren Druck p2. Das so verdichtete Prozessmedium 18 weist eine erhöhte Temperatur auf und gibt seine Wärme an eine Umgebung 72, wie beispielsweise einen Außenbereich ab. Hierbei wird das Prozessmedium 18 über einen nicht näher gezeigten Kondensator verflüssigt. Danach wird es einer Drossel bzw. einem Expansionsventil 74 zugeführt und durch dieses wird der zweite höhere Druck p2 auf den ersten geringeren Druck pi vermin- dert . Hierdurch verringert sich die Temperatur des Prozessmediums 18 und es kann Wärme aus dem zu kühlenden Objekt 70 aufnehmen, wodurch dieses Objekt 70 wiederum gekühlt wird. Dabei wird das Prozessmedium 18 mittels eines nicht näher gezeigten Verdampfers in seine Gasphase überführt. Nun wird das Prozessmedium 18, aufweisend den ersten geringeren Druck pi( wieder der Strömungsmaschine 10 zugeführt und ein Prozesszyklus ist abgeschlossen bzw. der Prozesskreislauf 68 beginnt von neuem. Die Strömungsmaschine 10 weist zudem einen Strömungsmaschi - nenkühlkreislauf 20 zur Kühlung mehrerer Bauteile 22 der Strömungsmaschine 10 auf. Diese Bauteile 22 werden gebildet von den Lagern 26 (Magnetlager 34, 36, Fanglager 46), den Dichtungen 28 und der Motoreinheit 30 mit dem Motor 44. Der Strömungsmaschinenkühlkreislauf 20 ist derart ausgebildet, dass ein Teil 24 des Prozessmediums 18 zur Kühlung der Bauteile 22 von dem Ausströmbereich 16 der Verdichterstufe 54' zu dem Einströmbereich 14 der Verdichterstufe 54 führbar ist. Dies ist schematisch in FIG 3 für den Motor 44 der Motorein- heit 30 gezeigt, wobei der Strömungsmaschinenkühlkreislauf 20 und der Motor 44 aus Gründen der Übersichtlichkeit außerhalb der Strömungsmaschine 10 gezeichnet sind. Inflow region 14 to a second higher pressure p 2 in the outflow region 16 compressed. The turbomachine 10 is part of a process circuit 68 of a district cooling system, which is used for cooling an object 70, such as a residential building. This process cycle 68 is shown schematically in FIG. provides. The turbomachine 10 compresses the process medium 18 from the first low pressure i to the second higher pressure p 2 . The thus-compressed process medium 18 has an elevated temperature and gives off its heat to an environment 72, such as an outdoor area. Here, the process medium 18 is liquefied via a condenser not shown in detail. Thereafter, it is fed to a throttle or an expansion valve 74 and by this the second higher pressure p 2 is reduced to the first lower pressure pi. As a result, the temperature of the process medium 18 decreases and it can absorb heat from the object 70 to be cooled, whereby this object 70 is cooled again. In this case, the process medium 18 is transferred by means of an evaporator, not shown in detail in its gas phase. Now, the process medium 18, having the first lower pressure p i ( again fed to the turbomachine 10 and a process cycle is completed or the process cycle 68 begins anew.) The turbomachine 10 also has a flow machine cooling circuit 20 for cooling a plurality of components 22 of the turbomachine 10. These components 22 are formed by the bearings 26 (magnetic bearings 34, 36, catch bearings 46), the seals 28 and the motor unit 30 with the motor 44. The fluid cooling circuit 20 is designed such that a portion 24 of the process medium 18 for cooling the components 22 can be guided from the outflow region 16 of the compressor stage 54 'to the inflow region 14 of the compressor stage 54. This is shown schematically in FIG 3 for the engine 44 of the engine unit 30, wherein the Strömungsmaschinenkühlkreislauf 20 and the motor 44 for reasons of clarity are drawn outside of the turbomachine 10.

Im Folgenden wird ein Verfahren zu einer Kühlung der Strö- mungsmaschine 10, bei der das Prozessmedium 18 durch dieThe following is a method for cooling the flow machine 10, in which the process medium 18 by the

Strömungsmaschine 10 verdichtet wird, beschrieben. Bei diesem Verfahren werden die Bauteile 22 der Strömungsmaschine 10 unter Verwendung des durch die Strömungsmaschine 10 verdichte- ten Prozessmediums 18 bzw. eines Teils 24 davon gekühlt. Somit wird auch eine Verwendung eines von der Strömungsmaschine 10 verdichteten Prozessmediums 18 zur Kühlung der Bauteile 22 der Strömungsmaschine 10 beschrieben. Turbomachine 10 is compressed described. In this method, the components 22 of the turbomachine 10 are compacted using the flow machine 10. th process medium 18 and a portion 24 thereof cooled. Thus, a use of a compressed from the flow machine 10 process medium 18 for cooling the components 22 of the turbomachine 10 is described.

Gemäß des Verfahrens wird also zur Kühlung der Bauteile 22 der Teil 24 des Prozessmediums 18 vorbei an den Bauteilen 22, wie beispielsweise dem Motor 44 der Motoreinheit 30, geführt (vgl. FIG 3) . Hierzu weist die Strömungsmaschine 10 einen ge- sonderten Anschluss 76 in der Form einer nicht im Detail gezeigten Rohrleitung zwischen der Verdichterstufe 54' und dem Motorraum 50 auf. Der Anschluss 76 verbindet zwei Ausnehmungen 78, 80, wobei die Ausnehmung 78 in einem Gehäuse des Spiralgangs 58 der Verdichterstufe 54' und die Ausnehmung 80 ei- nem Gehäuse des Motorraums 50 angeordnet ist. Zudem umfasst der Anschluss 76 eine fest eingestellte Blende 82. Diese Blende 82 kann in der Rohrleitung oder direkt in einer der Ausnehmungen 78, 80 angeordnet sein. Der Teil 24 des Prozessmediums 18 tritt durch die Ausnehmung 78 aus und im Bereich des Wellenendes 52' durch die Ausnehmung 80 in den Motorraum 50 ein. Das Prozessmedium 18 durchströmt nun den Motorraum 50 bzw. strömt am Motor 44 zu dessen Kühlung vorbei und tritt im Bereich des Wellenendes 52 an einer Ausnehmung 84 im Gehäuse des Motorraums 50 aus diesem wieder aus (siehe Pfeile mit Be- zugszeichen 18, 24) . According to the method, the part 24 of the process medium 18 is thus guided past the components 22, such as the motor 44 of the motor unit 30, for cooling the components 22 (see FIG. For this purpose, the turbomachine 10 has a separate port 76 in the form of a pipeline, not shown in detail, between the compressor stage 54 'and the engine compartment 50. The connection 76 connects two recesses 78, 80, wherein the recess 78 in a housing of the spiral passage 58 of the compressor stage 54 'and the recess 80 of a housing of the engine compartment 50 is arranged. In addition, the port 76 includes a fixed aperture 82. This aperture 82 may be disposed in the pipeline or directly in one of the recesses 78, 80. The part 24 of the process medium 18 exits through the recess 78 and in the region of the shaft end 52 'through the recess 80 in the engine compartment 50 a. The process medium 18 now flows through the engine compartment 50 or flows past the engine 44 for cooling thereof and exits from it in the region of the shaft end 52 at a recess 84 in the housing of the engine compartment 50 (see arrows with reference numbers 18, 24).

Durch den Durchtritt durch die entsprechend ausgeführte Blende 82 expandiert sich das Prozessmedium 18 von dem zweiten höheren Druck p2 zu dem ersten geringeren Druck pi . Dadurch erreicht es eine geringe Temperatur T (dargestellt durch den hinab weisenden Pfeil am Buchstaben T) und kann Wärme der Bauteile 22 aufnehmen und dient somit zu deren Kühlung. Wegen einer Verslustleistung durch die Bauteile 22 bzw. den Motor 44 kann das Prozessmedium 18 nach dem Kühlprozess eine höhere Temperatur erreicht haben, wie es vor dem Austritt aus demDue to the passage through the corresponding aperture 82, the process medium 18 expands from the second higher pressure p 2 to the first lower pressure pi. As a result, it reaches a low temperature T (represented by the arrow pointing downwards at the letter T) and can absorb heat from the components 22 and thus serves to cool them. Because of a performance loss through the components 22 and the motor 44, the process medium 18 may have reached a higher temperature after the cooling process, as it was before exiting the

Spiralgang 58 hatte. Bei der Auslegung der Strömungsmaschine 10 muss eine erforderliche Kühlleistung für die Bauteile 22 mit in die Gesamtleistung der Strömungsmaschine 10 bzw. des Prozesskreislaufs 68 eingerechnet werden. Dies wird der Fachmann aufgrund seiner Fachkenntnis selbsttätig tun. Spiral 58 had. In the design of the turbomachine 10, a required cooling capacity for the components 22 in the overall performance of the turbomachine 10 and des Process cycle 68 are included. This will be done by a person skilled in the art on the basis of his expertise.

In den FIG 4 bis 10 sind alternative Ausführungsbeispiele der Lageranordnung oder des Anschlusses 76 zwischen der In Figures 4 to 10 are alternative embodiments of the bearing assembly or the terminal 76 between the

Verdichterstufe 54' und dem Motorraum 50 dargestellt. Im Wesentlichen sind gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele der FIG 4 bis 10 zu dem in den FIG 1 bis 3 sind jedoch den Bezugszeichen der in den Ausführungsbeispielen der FIG 4 bis 10 voneinander abweichend ausgeführten Bauteile die Buchstaben a bis g hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbei - spiel in den FIG 1 bis 3, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den FIG 1 bis 3 verwiesen werden kann . In FIG 4 ist eine Welle 32 einer nicht im Detail gezeigten Strömungsmaschine mit einer ersten alternativen Lageranordnung schematisch dargestellt. Der Unterschied zu der Lageranordnung 62 der FIG 1 bis 3 ist eine geänderte Abfolge von Lagern 26 von zwei Lagergruppen 62a. Jede Lagergruppe 62a ist von zwei Magnetlagern 34, 36 bzw. einem Radial-/Axiallager 42 und einer Axialscheibe 66 gebildet. Die Abfolge der Lager 26 ist hierbei je Lagergruppe 62a ein Radiallager 40, ein Axiallager 38 und eine Axialscheibe 66 (Gesehen wie in den FIG 1 bis 3 in Richtung von einem hier nicht gezeigten Motor zu der jeweiligen nicht gezeigten Verdichterstufe. Das Fanglager ist hier nicht gezeigt . ) .  Compressor 54 'and the engine compartment 50 shown. Essentially, the same components, features and functions are always numbered the same. In order to distinguish the exemplary embodiments of FIGS. 4 to 10 from those in FIGS. 1 to 3, however, the reference signs of the components deviating from one another in the exemplary embodiments of FIGS. 4 to 10 are supplemented by the letters a to g. The following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3, it being possible to refer to the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 3 with regard to components, features and functions remaining the same. 4, a shaft 32 of a turbomachine not shown in detail with a first alternative bearing arrangement is shown schematically. The difference with the bearing arrangement 62 of FIGS. 1 to 3 is a changed sequence of bearings 26 of two bearing groups 62a. Each bearing group 62a is formed by two magnetic bearings 34, 36 or a radial / axial bearing 42 and an axial disc 66. The sequence of the bearings 26 in this case per bearing group 62a is a radial bearing 40, a thrust bearing 38 and an axial disk 66 (as seen in FIGS 1 to 3 in the direction from a motor not shown here to the respective compressor stage, not shown.) The safety bearing is not here shown.).

FIG 5 zeigt schematisch eine Welle 32 einer nicht im Detail gezeigten Strömungsmaschine mit einer zweiten alternativen Lageranordnung. Der Unterschied zu der Lageranordnung 62, 62a der FIG 1 bis 3 und 4 ist eine geänderte Zusammensetzung von Lagern 26 von zwei Lagergruppen 62b, 62b' . Eine Lagergruppe 62b ist von einem Magnetlager 36 in der Form eines Radialla- gers 40 gebildet. Die zweite Lagergruppe 62b' ist von einem Radial-/Axiallager 42, dessen Bestandteil ein Magnetlager 34 ist, einer Axialscheibe 66 und einem Axiallager 38 gebildet. Die Abfolge der Lager 26 der Lagergruppe 62b' ist ein Axial- lager 38, die Axialscheibe 66, ein weiteres Axiallager 38 und ein Radiallager 40 (Gesehen wie in den FIG 1 bis 3 in Richtung von einem hier nicht gezeigten Motor zu der jeweiligen nicht gezeigten Verdichterstufe. Das Fanglager ist hier nicht gezeigt.) . Grundsätzlich kann die Anordnungen der Lagergrup- pen 62b, 62b' auch vertauscht sein (nicht gezeigt) . 5 schematically shows a shaft 32 of a turbomachine not shown in detail with a second alternative bearing arrangement. The difference with the bearing arrangement 62, 62a of FIGS. 1 to 3 and 4 is a modified composition of bearings 26 of two bearing groups 62b, 62b '. A bearing group 62b is supported by a magnetic bearing 36 in the form of a radial bearing. gers 40 formed. The second bearing group 62b 'is formed by a radial / thrust bearing 42, the component of which is a magnetic bearing 34, an axial disk 66 and a thrust bearing 38. The sequence of the bearings 26 of the bearing group 62b 'is an axial bearing 38, the axial disk 66, a further thrust bearing 38 and a radial bearing 40 (as seen in FIGS. 1 to 3 in the direction from a motor not shown here to the respective one not shown Compressor stage. The fishing camp is not shown here.). In principle, the arrangements of the bearing groups 62b, 62b 'can also be reversed (not shown).

In FIG 6 ist eine Welle 32 einer nicht im Detail dargestellten Strömungsmaschine mit einer dritten alternativen Lageranordnung schematisch gezeigt. Der Unterschied zu der Lageran- Ordnung 62b' der FIG 5 ist eine geänderte Abfolge von Lagern 26 einer Lagergruppe 62c' von zwei Lagergruppen 62c, 62c'. Auch hier ist eine Lagergruppe 62c von einem Magnetlager 36 in der Form eines Radiallagers 40 gebildet. Die zweite Lagergruppe 62c' ist von einem Radial-/Axiallager 42, dessen Be- standteil ein Magnetlager 34 ist, einer Axialscheibe 66 und einem Axiallager 38 gebildet. Die Abfolge der Lager 26 der Lagergruppe 62c' ist jedoch im Gegensatz zu der Reihenfolge der Lager 26 in FIG 5 ein Radiallager 40, ein Axiallager 38, die Axialscheibe 66 und ein weiteres Axiallager 38 (Gesehen wie in den FIG 1 bis 3 in Richtung von einem hier nicht gezeigten Motor zu der jeweiligen nicht gezeigten In FIG 6, a shaft 32 of a turbomachine not shown in detail with a third alternative bearing arrangement is shown schematically. The difference to the bearing arrangement 62b 'of FIG. 5 is an altered sequence of bearings 26 of a bearing group 62c' of two bearing groups 62c, 62c '. Again, a bearing group 62 c is formed by a magnetic bearing 36 in the form of a radial bearing 40. The second bearing group 62c 'is formed by a radial / axial bearing 42 whose constituent part is a magnetic bearing 34, an axial disk 66 and a thrust bearing 38. However, the sequence of bearings 26 of the bearing assembly 62c 'is, in contrast to the sequence of bearings 26 in FIG. 5, a radial bearing 40, a thrust bearing 38, the thrust washer 66, and another thrust bearing 38 (as seen in FIGS a motor not shown here to the respective not shown

Verdichterstufe. Das Fanglager ist hier nicht gezeigt.) . Compressor stage. The fishing camp is not shown here.).

Grundsätzlich können die Lagergruppen 62c, 62c' auch vertauscht angeordnet sein (nicht gezeigt) . In principle, the bearing groups 62c, 62c 'can also be interchanged (not shown).

FIG 7 zeigt einen Schnitt durch eine Strömungsmaschine 10 mit einem alternativen gesonderten Anschluss 76d in der Form einer Rohrleitung zwischen einer Verdichterstufe 54' und einem Motorraum 50. Der Unterschied zu dem Anschluss 76 der FIG 1 ist, dass die Rohrleitung des gesonderten Anschlusses 76d oder eine der Ausnehmungen 78, 80, durch die ein Teil 24 eines Prozessmediums 18 ein- bzw. austritt, eine variable Blende 82 aufweist/aufweisen. Zu deren Verstellung umfasst die Strömungsmaschine 10 eine Regeleinrichtung 86. Grundsätzlich könnten auch andere, dem Fachmann für einsetzbar erachtete verstellbare Mittel, wie beispielsweise eine offenbare Klappe etc., eingesetzt werden. Generell könnte die Regeleinrichtung 86 Sensoren, zum Beispiel für Druck oder Temperatur, aufweisen, auf Grundlage derer Informationen die Regeleinrichtung 86 über die Verstellung der Blende 82 entscheidet. 7 shows a section through a turbomachine 10 with an alternative separate port 76d in the form of a pipeline between a compressor stage 54 'and an engine compartment 50. The difference with the port 76 of FIG. 1 is that the pipeline of the separate port 76d or a the recesses 78, 80, through which a part 24 of a process medium 18 enters or exits, has / have a variable aperture 82. To their adjustment includes the Turbomachine 10, a control device 86. In principle, other, considered suitable for the skilled person adjustable means, such as an openable flap, etc., could be used. In general, the control device 86 could have sensors, for example for pressure or temperature, on the basis of which information the control device 86 decides via the adjustment of the diaphragm 82.

In FIG 8 ist ein Schnitt durch eine Strömungsmaschine 10 mit einem alternativen internen Anschluss 76e zwischen einerIn FIG 8 is a section through a turbomachine 10 with an alternative internal terminal 76e between a

Verdichterstufe 54' und einem Motorraum 50 gezeigt. Der Unterschied zu dem Anschluss 76 der FIG 1 ist, dass der Anschluss 76e eine Ausnehmungen 78 in der Form einer Bohrung aufweist bzw. von dieser gebildet ist. Die Ausnehmung 78 ist in einer Wandung 88 angeordnet, die sich axial zwischen der Verdichterstufe 54' und der Motorraum 50 an einem Wellenende 52' im Bereich einer Dichtung 28 befindet bzw. die Wandung 88 weist die Dichtung 28 auf. Ein Teil 24 eines Prozessmediums 18 tritt durch die Ausnehmung 78 bzw. die Bohrung im Bereich eines Laufrads 56 aus der Verdichterstufe 54' aus und im Bereich des Wellenendes 52' in den Motorraum 50 ein. Compressor 54 'and an engine compartment 50 shown. The difference with the terminal 76 of FIG. 1 is that the terminal 76e has or is formed by a recess 78 in the form of a bore. The recess 78 is arranged in a wall 88 which is located axially between the compressor stage 54 'and the engine compartment 50 at a shaft end 52' in the region of a seal 28 or the wall 88 has the seal 28. A portion 24 of a process medium 18 exits through the recess 78 or the bore in the region of an impeller 56 from the compressor stage 54 'and in the engine compartment 50 in the region of the shaft end 52'.

FIG 9 zeigt einen Schnitt durch eine Strömungsmaschine 10 mit einem weiteren alternativen internen Anschluss 76f zwischen einer Verdichterstufe 54' und einem Motorraum 50. Der Unterschied zu dem Anschluss 76e der FIG 8 ist, dass der Anschluss 76f eine Ausnehmungen 78 in der Form einer Bohrung aufweist, in die eine Blende 82 eingeschraubt ist. Diese Blende 82 kann feststehend oder verstellbar ausgeführt sein. Für deren Ver- Stellung kann ebenso wie in dem Ausführungsbeispiel der FIG 7 eine Regeleinrichtung vorgesehen sein. 9 shows a section through a turbomachine 10 with a further alternative internal connection 76f between a compressor stage 54 'and an engine compartment 50. The difference from the port 76e of FIG. 8 is that the port 76f has a recess 78 in the form of a bore , in which a diaphragm 82 is screwed. This panel 82 may be fixed or adjustable. For their Verstellung can be provided as well as in the embodiment of FIG 7, a control device.

FIG 10 stellt einen Schnitt durch eine Strömungsmaschine 10 mit einem vierten alternativen Anschluss 76g zwischen einer Verdichterstufe 54' und einem Motorraum 50 dar. Der Unterschied zu dem Anschluss 76 der FIG 1 ist, dass der Anschluss 76g durch einen Dichtspalt 90' einer Dichtung 28, in der Form einer Labyrinthdichtung, an einem Wellenende 52' gebildet wird. Dieser Dichtspalt 90' ist zu einem Passieren eines Prozessmediums 18 radial breiter ausgebildet als ein nicht im Detail gezeigter Dichtspalt der Dichtung 28 der FIG 1. Ein Teil 24 des Prozessmediums 18 tritt durch den Dichtspalt 90' im Bereich eines Laufrads 56 aus der Verdichterstufe 54' aus und im Bereich eines Wellenendes 52' in den Motorraum 50 ein. Das Prozessmedium 18 durchströmt nun den Motorraum 50 bzw. strömt an einem Motor 44 zu dessen Kühlung vorbei und tritt im Bereich des Wellenendes 52 an einer Ausnehmung 84 im Ge- häuse des Motorraums 50 aus diesem wieder aus. Grundsätzlich könnte das Prozessmedium 18 auch an einem baugleich breiten Dichtspalt 90 am Wellenende 52 in eine Verdichterstufe 54 austreten (nicht gezeigt) . Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. 10 shows a section through a turbomachine 10 with a fourth alternative connection 76g between a compressor stage 54 'and an engine compartment 50. The difference from the connection 76 of FIG. 1 is that the connection 76g is formed by a sealing gap 90' of a seal 28, in the form of a labyrinth seal, formed at a shaft end 52 ' becomes. This sealing gap 90 'is radially wider than a sealing gap, not shown in detail, of the seal 28 of FIG. 1 for passing through a process medium 18. A portion 24 of the process medium 18 passes through the sealing gap 90' in the region of an impeller 56 from the compressor stage 54 '. from and in the region of a shaft end 52 'in the engine compartment 50 a. The process medium 18 now flows through the engine compartment 50 or flows past a motor 44 for its cooling and exits in the region of the shaft end 52 at a recess 84 in the housing of the engine compartment 50 from this again. In principle, the process medium 18 could also emerge from a sealing gap 90 of identical construction at the shaft end 52 into a compressor stage 54 (not shown). While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims 1. Strömungsmaschine (10) mit einer ersten und einer zweiten Prozessstufe (54, 54"), welche jeweils zumindest einen Pro- zessraum (12), zumindest einen Einströmbereich (14) und zumindest einen Ausströmbereich (16), zwischen welchen ein den zumindest einen Prozessraum (12) durchströmendes Prozessmedium (18) von einem ersten geringeren Druck (pi) in dem 1. Turbomachine (10) having a first and a second process stage (54, 54 "), each having at least one process space (12), at least one inflow region (14) and at least one outflow region (16) between which at least one a process space (18) flowing through a process space (12) from a first lower pressure (pi) in the Einströmbereich (14) auf einen zweiten höheren Druck (p2) in dem Ausströmbereich (16) verdichtet wird, aufweisen, sowie mit einem Strömungsmaschinenkühlkreislauf (20) zur Kühlung mindestens eines Bauteils (22) der Strömungsmaschine (10) , dadurch gekennzeichnet, dass Inflow region (14) to a second higher pressure (p 2 ) in the outflow region (16) is compressed, and with a flow machine cooling circuit (20) for cooling at least one component (22) of the turbomachine (10), characterized in that der Strömungsmaschinenkühlkreislauf (20) derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil (24) des Prozessmediums (18) zur Kühlung des mindestens einen Bauteils (22) von dem the flow machine cooling circuit (20) is designed such that at least a part (24) of the process medium (18) for cooling the at least one component (22) of the Ausströmbereich (16) der ersten Prozessstufe (54") zu dem Einströmbereich (14) der zweiten Prozessstufe (54") führbar ist . Outflow region (16) of the first process stage (54 ") to the inflow region (14) of the second process stage (54") is feasible. 2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, 2. Turbomachine according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Bauteil (22) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Lager (26) , einer Dichtung (28) und einer Motoreinheit (30) . characterized in that the at least one component (22) is selected from the group consisting of a bearing (26), a seal (28) and a motor unit (30). 3. Strömungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, 3. Turbomachine according to claim 1 or 2, gekennzeichnet durch eine Motoreinheit (30) , wobei die Motoreinheit (30) zumindest eine Welle (32) aufweist, welche über zumindest ein Magnetlager (34, 36) gelagert ist. characterized by a motor unit (30), wherein the motor unit (30) has at least one shaft (32) which is mounted via at least one magnetic bearing (34, 36). 4. Strömungsmaschine nach Anspruch 3, 4. Turbomachine according to claim 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Magnetlager (34) ein Axiallager (38) ist. characterized in that the at least one magnetic bearing (34) is a thrust bearing (38). 5. Strömungsmaschine zumindest nach Ansprüche 3, 5. turbomachine at least according to claims 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Magnetlager (36) ein Radiallager (40) ist. characterized in that the at least one magnetic bearing (36) is a radial bearing (40). 6. Strömungsmaschine zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Welle (32) mit zumindest einem zweiten Magnetlager (34, 36) gelagert ist . 6. turbomachine at least according to claim 3, characterized in that the at least one shaft (32) with at least one second magnetic bearing (34, 36) is mounted. 7. Strömungsmaschine nach Anspruch 6, 7. Turbomachine according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetlager (34) und das zumindest zweite Magnetlager (34) ein Bestandteil eines Radial- /Axiallagers (42) ist. characterized in that the magnetic bearing (34) and the at least second magnetic bearing (34) is a component of a radial / axial bearing (42). 8. Strömungsmaschine zumindest nach Anspruch 6, 8. turbomachine at least according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetlager (36) als ein Radiallager (40) und das zumindest zweite Magnetlager (34) ein Bestandteil eines Radial-/Axiallagers (42) ist. characterized in that the magnetic bearing (36) as a radial bearing (40) and the at least second magnetic bearing (34) is a component of a radial / axial bearing (42). 9. Strömungsmaschine zumindest nach Anspruch 3, 9. turbomachine at least according to claim 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoreinheit (30) zumindest einen Motor (44) aufweist, welcher druckfest gekapselt ist. characterized in that the motor unit (30) has at least one motor (44) which is pressure-tightly encapsulated. 10. Strömungsmaschine zumindest nach Anspruch 3, 10. turbomachine at least according to claim 3, gekennzeichnet durch zumindest ein weiteres Lager (26), welches im Defektfall zumindest eines Magnetlagers (34, 34a-c; 36, 36a-c) als Fanglager (46) dient. characterized by at least one further bearing (26), which in the event of a defect of at least one magnetic bearing (34, 34a-c; 36, 36a-c) serves as a backup bearing (46). 11. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Turbomachine according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Radialverdichter (48) ist . characterized in that it is a radial compressor (48). 12. Verfahren zu einer Kühlung einer Strömungsmaschine (10) mit einer ersten und einer zweiten Prozessstufe (54, 54"), welche jeweils ein die Prozessstufe (54, 54") durchströmendes Prozessmedium (18) von einem ersten geringeren Druck (pi) auf einen zweiten höheren Druck (p2) verdichtet, 12. A method for cooling a turbomachine (10) having a first and a second process stage (54, 54 "), each of which a process stage (54, 54") flowing through the process medium (18) from a first lower pressure (pi) on compresses a second higher pressure (p 2 ), bei dem zumindest ein Teil des in der ersten Prozessstufeat least part of it in the first process stage (54") verdichteten Prozessmediums (18) der zweiten Prozessstufe (54) zur Verdichtung zugeführt wird und dabei mindestens ein Bauteil (22) der Strömungsmaschine (10) unter Ver- wendung des zumindest einen Teils des in der ersten Prozessstufe (54") verdichteten und der zweiten Prozessstufe (54) zur Verdichtung zugeführten Prozessmediums (18) gekühlt wird. (54 ") compressed process medium (18) of the second process stage (54) is supplied to the compression and thereby at least one component (22) of the turbomachine (10) using the at least part of the process medium (18) compressed in the first process stage (54 ") and supplied to the second process stage (54) for compression is cooled. 13. Verfahren nach Anspruch 12, 13. The method according to claim 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Teil des in der ersten Prozessstufe (54") verdichteten und der zweiten Prozessstufe (54) zur Verdichtung zugeführten Prozessmediums (18) von einem Ausströmbereich (16) zumindest eines Prozessraums (12) der ersten Prozessstufe (54") zu einem characterized in that the at least one part of the process medium (18) compressed in the first process stage (54 ") and supplied to the second process stage (54) from an outflow area (16) of at least one process space (12) of the first process stage (54"). ) to a Einströmbereich (14) zumindest eines Prozessraums (12) der zweiten Prozessstufe (54) geführt wird. Inlet region (14) is guided at least one process chamber (12) of the second process stage (54). 14. Verwendung eines von der ersten Prozessstufe (54") der Strömungsmaschine (10) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 11 verdichteten Prozessmediums (18) zur Kühlung mindestens eines Bauteils (22) der Strömungsmaschine (10) . 14. Use of a of the first process stage (54 ") of the turbomachine (10) according to at least one of the preceding claims 1 to 11 compressed process medium (18) for cooling at least one component (22) of the turbomachine (10).
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