(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一軸の一端に設けられ液状流体を所定の送出圧力よりも高い圧力に加圧するポンプと、前記ポンプで加圧された液状流体を加温して高圧ガス化する熱交換器と、前記一軸の他端に設けられ前記熱交換器からの高圧を所定の送出圧力まで減圧して得られる熱落差により駆動され連続的に流体を所定圧力で外部に送出するエクスパンダタ−ビンとからなることを特徴とするエクスパンダタ−ビン−ポンプユニットにおいて、
前記ポンプの前記エクスパンダタービン側への軸貫通部圧力を、前記エクスパンダタービンからの外部への送出圧力と基本的に等しい圧とするようにポンプの段数を配置したことを特徴とするエクスパンダタービン−ポンプユニット。
【請求項２】
一軸の一端に設けられ液状流体を所定の送出圧力よりも高い圧力に加圧するポンプと、前記ポンプで加圧された液状流体を加温して高圧ガス化する熱交換器と、前記一軸の他端に設けられ前記熱交換器からの高圧を所定の送出圧力まで減圧して得られる熱落差により駆動され連続的に流体を所定圧力で外部に送出するエクスパンダタ−ビンとからなることを特徴とするエクスパンダタ−ビン−ポンプユニットにおいて、
前記ポンプ側の軸貫通部に液の洩れをある程度許容する非接触式の軸シールを設けると共に、
前記ポンプと前記エクスパンダタービンのケーシングを連結する連結部に熱変形吸収機構を設けたことを特徴とするエクスパンダタービン−ポンプユニット。
【請求項３】
一軸の一端に設けられ液状流体を所定の送出圧力よりも高い圧力に加圧するポンプと、前記ポンプで加圧された液状流体を加温して高圧ガス化する熱交換器と、前記一軸の他端に設けられ前記熱交換器からの高圧を所定の送出圧力まで減圧して得られる熱落差により駆動され連続的に流体を所定圧力で外部に送出するエクスパンダタ−ビンとからなることを特徴とするエクスパンダタ−ビン−ポンプユニットにおいて、
前記ポンプ側の軸貫通部に液の洩れをある程度許容する非接触式の軸シールを設けると共に、
前記ポンプと前記エクスパンダタービンのケーシングを連結する連結部下部にドレン回収ケーシンクを設け、前記ケーシングの出口ラインを熱交換器の加温側に接続したことを特徴とするエクスパンダタービン−ポンプユニット。
【請求項４】
前記ポンプと前記エクスパンダタービンのケーシングを連結する連結部開口からエクスパンダタービン出口の送出ラインにガスを導いて注入するラインを設けたことを特徴とする請求項１記載のエクスパンダタービン−ポンプユニット。
【請求項５】
一軸の一端に設けられたポンプと、熱交換器と、前記一軸の他端に設けられたエクスパンダタービンとからなり、
前記ポンプの圧力を所定の吐出圧力よりも高い圧力に設定し
前記所定の吐出圧力よりも高い圧力と前記所定の吐出圧力との差圧によってエクスパンダタービンを駆動することを特徴とするエクスパンダタービン−ポンプユニットの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エスクパンダタービン−ポンプユニットとその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体水素は大気圧沸点において、比重が０．０７０８と非常に小さいため、遠心ポンプによってこれを加圧するためには高揚程を要するので、ポンプ回転数は高くならざるを得ない。このため、軸シールに対する条件は、超低温液化ガスであることと共に非常に苛酷なものとなり、産業機械レベルで要求される長寿命は期待できない。このため、考えられるポンプ形式には、サブマージドポンプがあり、これは全密閉構造であり、磁気軸受の使用により液中軸受の問題にも対応でき、好適なものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のサブマージドポンプの唯一の難点は、モータのロータ鉄芯に磁気軸受を使用しなければならないことである。すなわち、磁気鉄板はフェライト材であるため、低温で脆性領域に入り、引張りないし曲げ応力の許容値が低くなり、このため遠心応力を制限しなければならないので、回転数をそれほど高くはできない。したがって、大出力のモータにあっては、ロータ長を長くしなければならず、そのため回転体の固有値が下がって上記の回転数においても構成が困難になる。
【０００４】
本発明は、ポンプの駆動系を簡素化し、かつ、サブマージドポンプと同様に外気に対し無漏洩とすることができるエクスパンダタービン−ポンプユニットとその駆動方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、一軸の一端に設けられ液状流体を所定の送出圧力よりも高い圧力に加圧するポンプと、前記ポンプで加圧された液状流体を加温して高圧ガス化する熱交換器と、前記一軸の他端に設けられ前記熱交換器からの高圧を所定の送出圧力まで減圧して得られる熱落差により駆動され連続的に流体を所定圧力で外部に送出するエクスパンダタ−ビンとからなることを特徴とするエクスパンダタ−ビン−ポンプユニットにおいて、
前記ポンプの前記エクスパンダタービン側への軸貫通部圧力を、前記エクスパンダタービンからの外部への送出圧力と基本的に等しい圧とするようにポンプの段数を配置してある。
【０００６】
さらに本発明によれば、一軸の一端に設けられ液状流体を所定の送出圧力よりも高い圧力に加圧するポンプと、前記ポンプで加圧された液状流体を加温して高圧ガス化する熱交換器と、前記一軸の他端に設けられ前記熱交換器からの高圧を所定の送出圧力まで減圧して得られる熱落差により駆動され連続的に流体を所定圧力で外部に送出するエクスパンダタ−ビンとからなることを特徴とするエクスパンダタ−ビン−ポンプユニットにおいて、
前記ポンプ側の軸貫通部に液の洩れをある程度許容する非接触式の軸シールを設けると共に、
前記ポンプと前記エクスパンダタービンのケーシングを連結する連結部に熱変形吸収機構を設けてある。
【０００７】
そして本発明によれば、一軸の一端に設けられ液状流体を所定の送出圧力よりも高い圧力に加圧するポンプと、前記ポンプで加圧された液状流体を加温して高圧ガス化する熱交換器と、前記一軸の他端に設けられ前記熱交換器からの高圧を所定の送出圧力まで減圧して得られる熱落差により駆動され連続的に流体を所定圧力で外部に送出するエクスパンダタ−ビンとからなることを特徴とするエクスパンダタ−ビン−ポンプユニットにおいて、
前記ポンプ側の軸貫通部に液の洩れをある程度許容する非接触式の軸シールを設けると共に、
前記ポンプと前記エクスパンダタービンのケーシングを連結する連結部下部にドレン回収ケーシンクを設け、前記ケーシングの出口ラインを熱交換器の加温側に接続してある。
【０００８】
また、本発明によれば、前記ポンプと前記エクスパンダタービンのケーシングを連結する連結部開口からエクスパンダタービン出口の送出ラインにガスを導いて注入するラインを設けてある。
【０００９】
さらに本発明のエクスパンダタービンの駆動方法によれば、一軸の一端に設けられたポンプと、熱交換器と、前記一軸の他端に設けられたエクスパンダタービンとからなり、
前記ポンプの圧力を所定の吐出圧力よりも高い圧力に設定し
前記所定の吐出圧力よりも高い圧力と前記所定の吐出圧力との差圧によってエクスパンダタービンを駆動するようになっている。
【００１６】
【作用】
上記のように構成されたエクスパンダタービン−ポンプユニットにおいて、ポンプは、ポンプが吐出した自液を熱交換器を通して冷熱回収することにより発生する温度の比較的高いガスの圧力を一部減圧使用するエクスパンダタービンで駆動される。
【００１７】
また、ポンプとエクスパンダタービンとを両端部に配置し、全密閉構造が可能になり、無漏洩となる。
【００１８】
また、ポンプ駆動のエネルギ源は、熱交換に使用する常温程度の二次流体の熱量なので、駆動用の高圧電源を必要としない。
【００１９】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００２０】
先ず、図１を参照して本発明の原理を説明すると、流体は大気圧近辺圧力Ｐ０の状態Ｓ０よりポンプにより（損失を考慮に入れて）ポリトロープ的に圧力Ｐ１まで加圧されて状態Ｓ１に至る。ここで熱交換器で熱量を受け取り、熱交換器損失分だけ圧力の低い状態Ｓ２に移る。この状態Ｓ２からエントロピ一定の線上をタービン損失分だけずれた状態Ｓ３までポリトロープ膨張を行う。そして、この先はタービン燃料に使用されるのであれば、等圧変化で状態Ｓ４側に向い、長距離輸送であれば、等エンタルピ変化で状態Ｓ５の方向に変化して行く。
【００２１】
本発明は、過飽和液範囲の等エントロピ線と、過熱状態での等エントロピ線との勾配の差を利用し、圧力Ｐ１をポンプに要求された吐出圧力Ｐｄより高く設定して利用できる差圧Ｐ２−Ｐｄでエクスパンダタービンを駆動しようとするものである。
【００２２】
このことは、状態Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のエンタルピをそれぞれｉ０，ｉ１，ｉ２，ｉ３とするとき、
ｉ２−ｉ３＞ｉ１−ｉ０
であれば成立つもので、そうなるように状態Ｓ１，Ｓ２を設定すればよい。それには圧力Ｐ１を変えることと、圧力Ｐ１は適宜に高くしておいて入熱によるエントロピ増加量ｉ２−ｉ１を加減するという２つの自由度が考えられる。また、量ｉ２−ｉ３が量ｉ１−ｉ０に対し十分に大きいときは、ポンプ吐出量を使用しないで、一部をポンプ駆動用に用い、残りは発電に使用することができる。その際、周波数調整の必要は生じるものの、エクスパンダの軸端に発電機を取り付けることも可能である。
【００２３】
今、そのようなことが可能であることを、水素を例にして説明する。
【００２４】
ここで、２１Ｋの飽和圧力０．１２ＭＰａ（ｉ′＝２６１ｋＪ／ｋｇ，ｓ′＝１１．０８ｋＪ／ｋｇ・ｄｅｇ）の液体水素をＰｄ＝７．５ＭＰａのガスとして圧送する場合を考えると、ポンプによってＰ＝１２ＭＰａまで昇圧し、これを１．５ＭＰａの損失のある熱交換器で３００Ｋまで昇温させたのち、エクスパンダによって７．５ＭＰａまで膨張させるとすれば、先ず、状態Ｓ１に相当する状態は、等エントロピ変化とすれば、Ｐｋ＝１２ＭＰａ、Ｔ１Ｓ＝２４．４Ｋ、ｉ１Ｓ＝４４０．４ｋＪ／ｋｇ、ポンプ効率を６０％と仮定すると、
ｉ１−ｉ０＝（ｉ１Ｓ−ｉ０）／ηｐ
＝（４４０．４−２６１）／０．６０＝２９９．０ｋＪ／ｋｇ
次に、状態Ｓ２は、Ｐ２＝０．５ＭＰａ、Ｔ２＝３００Ｋであるから、
ｉ２＝４３０．６ｋＪ／ｋｇ、ｓ２＝４６．０２ｋＪ／ｋｇ・ｄｅｇ等エントロピ的に７．５ＭＰａまで落とせば、
Ｔ３Ｓ＝２６８Ｋ、ｉ３Ｓ＝３８２７．２４ｋＪ／ｋｇ
そこで、エクスパンダ全断熱効率ηｅを７０％とすると、
ｉ２−ｉ３＝（ｉ２−ｉ３Ｓ）ηｅ
＝（４３０８．６−３８２７．２４）×０．７
＝３３６．９５ｋＪ／ｋｇ
したがって、ｉ２−ｉ３＞ｉ１−ｉ０となり、十分にポンプを駆動することができる。すなわち、圧力Ｐ２ないし温度Ｔ２は、もっと低くてよいことになる。
【００２５】
同様の計算により、液体メタン（ＬＮＧの主成分）においても、温度Ｔ２を常温程度とすると、圧力Ｐ２を適宜に選ぶことによりポンプを駆動できることがわかる。
【００２６】
図２および図３には、本発明の一実施例の全体構成が示されている。
【００２７】
図２において、全体を符号ＰＵで示すポンプの垂直に配置された駆動軸ＤＳ（図３）の上部は、全体を符号ＥＴで示すエクスパンダタービンに連結されている。これらポンプＰＵ及びタービンＥＴの間は、長手方向の熱変形吸収機すなわち蛇腹部２１ａ（図２）を備えた連結管２１で連結されている。
【００２８】
このポンプＰＵのポンプ吐出ノズル６とタービンＥＴのエクスパンダ吸込ノズル１とは、ラインＬにより接続され、そのラインＬには、熱交換器３０が設けられている。このラインＬの途中には、流量調整弁Ｖ１が設けられ、その弁Ｖ１はコントローラＣＵに接続され、このコントローラＣＵには、駆動軸ＤＳの回転センサ２９が接続されている。また、ラインＬの弁Ｖ１の上流側は、ラインＬ１によりコントローラＣＵに接続された流量調整弁Ｖ２を介し、連結管２１の途中はラインＬ２により、それぞれエクスパンダ出口管１ｂに接続されている。更に、ラインＬの弁Ｖ１の上流側には、図示しないプライマリポンプ等からの起動用ラインＬ３が接続され、吸込ノズル１の上流側には、起動に使用できる余剰ガスラインＬ４が接続されている。
【００２９】
このように構成され、図１に示す状態Ｓ０でポンプＰＵに吸込まれた流体は、加圧されて状態Ｓ１で熱交換器３０に押し込まれ、加熱されて状態Ｓ２に移り、ガスとなってエクスパンダタービンＥＴに流入し、膨張して状態Ｓ３となり、規定の送出圧力で外部に送出される。
【００３０】
このユニットは自ら始動する機能をもっていないので、起動時はラインＬ３又はＬ３を通じてタービンＥＴを始動し、ポンプＰＵを運転することにより所定の回転数まで上昇させれば、以後は、前述のｉ２−ｉ３＞ｉ１−ｉ０が成立してバランスする所まで自動的に回転が上昇する。その回転数を回転センサ２９で検知し、コントローラＣＵにより流量調整弁Ｖ１、Ｖ２により熱交換器３０への流量を加減し、回転数を制御することができる。また、加温ガスの流量、温度を加減することによっても、回転数を制御することができる。また、タービンＥＴに発電器を直結して余剰エネルギで発電を行うこともできる。
【００３１】
更に、本ユニットは、ガスと同時に液状態で長距離輸送等に使用することもできることを説明する。
【００３２】
上述の説明によって、状態Ｓ２の選択の自由度はかなり大きいことがわかるが、今図３において、ポンプへの流入流体の質量流量をＷ（ｋｇ／ｓ）とするとき、ポンプＰＵを駆動するに必要なエクスパンダタービンＥＴの必要質量流量をＷ１（ｋｇ／ｓ）とするとエネルギの式より、
Ｗ１＝｛（ｉ１−ｉ０）／（ｉ２−ｉ３）｝Ｗ
＝［｛（ｉ１ｓ−ｉ０）／（ｉ２−ｉ３ｓ）｝／（ηｐ・ηｅ）］Ｗ
（ηｐはポンプ効率、ηｅはエクスパンダ全断熱効率）
と求められるので、Ｗ１＜Ｗである可能性は十分にあり、現に上記数値例ではＷ１＝０．８９Ｗである。
【００３３】
図２においては、この残余の流量はエクスパンダをバイパスしてオリフィス減圧し、加温冷熱回収してエクスパンダ出口管１ｂに合流せしめている。
【００３４】
図３はこの残余の流量Ｗ２＝Ｗ−Ｗ１（ｋｇ／ｓ）を、別途に液のまま送出できることを示している。Ｗ２は、上記数値例ではＷの１１％にしか過ぎないが、状態Ｓ２の選択によりこの比率を上げることが可能であり、かつユニットのサイズによりＷは大きくなるから、Ｗ２は実用的に十分意味をもつ量とすることができる。適用例としては、地元でガスで発電する一方、長距離輸送のため液で送出する場合などが考えられる。尚、この場合圧力Ｐ１が必要な送出圧力に対し高すぎるときは、動力回収タービンにより必要圧力まで減圧しエネルギ回収を行うことができる。
【００３５】
図４において、エクスパンダタービンＥＴは、ポンプＰＵのポンプカバー７の上に支持台５を介して設けられている。これらポンプＰＵ及びタービンＥＴの共通の駆動軸ＤＳは、上方から順にタービンＥＴ側の非接触式磁気軸受で構成された推力軸受２及びラジアル軸受３と、ポンプＰＵ側の磁気軸受又は静圧軸受で構成された上部軸受９及び上部軸受ジャーナル１０、中央部ブッシュ１４及び上部軸受９と同様な下部軸受１９で支持されている。なお、図中の符号４は非接触式のラビリンスシール、８は吐出ケーシング、１１は上部吸込ケーシング、１２は内ケーシング、１３は中間ケーシング、１５は下部ケーシング、１６は中間ケーシング、１７は下部吸込ケーシング、１８はインデューサ、２０はポンプポット、２２は上部ガイドベーン、２３は上部羽根車、２４は終段ガイドベーン、２５は終段羽根車、２６は下部終段ガイドベーン、２７は下部ガイドベーン、２８は下部羽根車、Ｎは開口である。
【００３６】
なお、図４において太い矢印はポンプ、タービンの取扱い流体主流を示し、細い矢印は構成上必要な副次的流れを示し、実線矢印は液体の流れ、鎖線矢印はガスの流れを示している。
【００３７】
次に作用を説明する。
【００３８】
液体水素等の低温流体は、ポンプポット２０に設けられた吸込開口部Ａからポット２０内に流入し、底部に近いポンプ吸込口ＢからポンプＰＵ内に吸込まれる。その吸込まれた流体は、インデューサ１８によりエネルギを与えられ、下部羽根車２８に吸込まれて更にエネルギを与えられ、下部ガイドベーン２７を経て図示しない次段羽根車に吸込まれる。その羽根車で更にエネルギを与えられ、以下同様の経過を経て下向き終段の上部羽根車２３によりエネルギを与えられ、下部終段ガイドベーン２６を経て下向き羽根車グループの吐出室Ｃに入る。それから通路Ｄ内を上行し、上端で反転して上向き第１段の羽根車の入口部Ｅから上向き第１段の羽根車に吸込まれ、以下下向の場合と同様の経過でエネルギを受けとり、終段羽根車２５、終段ガイドベーン２４を経て最終段内部吐出室Ｆに吐出される。そこから、通路Ｇを上行し、吐出室Ｈを経て吐出ノズル６の吐出口Ｊから吐出される。
【００３９】
その吐出口Ｊから吐出された液は、熱交換器３０（図３）において昇温され、常温程度の高圧ガスとなって吸込ノズルＫからエクスパンダタービンＥＴ内に流入し、エネルギを放出し減圧して所要の送出圧力のガスとなり、出口ノズルＭから需要側に送出される。
【００４０】
また、ポンプＰＵとタービンＥＴとの中間部は、蛇腹部２１ａで軸方向の変形を弾性的に吸収されており、この部分では保冷を行わないで大気より入熱が行われている。したがって、内部には液面が形成され、ある高さから上部はガス相となる。その圧力はポンプＰＵの内部の入口部Ｅの圧力に等しいので、ポンプＰＵの羽根車の配列により、この圧力を、吐出ノズルＭの送出圧力と略等しい（低くならない側で）圧力となるようにする。図３において、この吐出ノズルＭの圧力を、ポンプＰＵの吐出口Ｊの圧力の半分にとっており、羽根車は上向き下向きが同数にとられている。また、連結管２１での入熱により蒸発したガスは、開口ＮからラインＬ２によりエクスパンダ出口管１ｂ（図２）に導かれる。また、タービンＥＴの軸貫通部は、タービン給気圧と連結管２１内圧との差圧が作用するが、タービン推力平衡のためのバランスピストンによる減圧も行われるので、実際にシールに作用する差圧は、バランスピストン背圧であり、ラインＬ２の圧力とは大差がない。すなわち、タービンＥＰの給気圧は、バランスピストンとラビリンスシール４という２段の減圧装置によって排気圧と略等しい連結管２１の内圧に連通している。
【００４１】
このようにしてポンプＰＵ側は完全に仕様温度の液中、タービンＥＰ側は常温程度のガス中にあることになり、これを一軸すなわち駆動軸ＤＳと連結管２１で連結することにより、両者ＰＵ、ＥＰを完全に大気から遮断した密閉構造とすることができるのである。なお、図３において、タービンＥＰ側にだけ推力軸受３を設けたが、タービンＥＰ、ポンプＰＵの両者をフレクシブルカップリングで連結し、両者にそれぞれ別個の推力軸受を設ける構成も可能である。
【００４２】
また、これまで液体、ガスという用語を用いたが、臨界圧力以上では厳密に気・液は判別されない面もあるが、飽和状態からポリトロープ的に加圧（したがって容積変化は少ない）した状態で、その点でのｄｖ／ｄｐも小さいような状態を液と呼び、ｄｖ／ｄｐがガス並みに大きい状態をガスと呼んでいる。
【００４３】
図５及び図６には、本発明の別の実施例が示されている。この実施例では、駆動軸ＤＳＡが水平軸で構成され、その駆動軸ＤＳＡの両端に、それぞれポンプＰＵＡとエクスパンダタービンＥＴＡとが設けられており、両者ＰＵＡ、ＥＴＡは、連結部である連結胴２１で連結され、その連結胴２１Ａの下部には、回収ケーシング２１Ｂが付加されている以外は、実質的に図４と同様に構成されていて対応する部分には、符号に添字Ａを付して示している。なお、図中の符号１０ＡはポンプＰＵＡ側の液の洩れをある程度許容する非接触式の軸シール、４ＡはタービンＥＴＡ側の非接触式のラビリンスシールである。
【００４４】
次に作用を説明する。なお、実線は液、鎖線はガスを示し、太線は主流、細線は洩れを示している。
【００４５】
流体は吸込開口部Ａから図１に示す状態ＳＯでポンプＰＵＡ内に入り、加圧されて状態Ｓ１となり、吐出口Ｊから吐出されて熱交換器３０に入る。その熱交換器３０で加温されて状態Ｓ２となり、タービンＥＴＡに吸込口Ｋから流入し、減圧されて状態Ｓ３となって吐出ノズルＭから吐出され、所定の送出圧力として送出される。
【００４６】
他方、連結胴２１Ａ内の圧力は、図４に示すのと同様にポンプＰＵＡの段数の配置により、状態Ｓ３の吐出圧力に基本的に等しく、わずかに高い値に保持される。この連結胴２１ＡへのタービンＥＰＡ側からの洩れは、非接触のラビリンスシール４Ａを介して出てくるが、連結胴２１Ａの内部はタービンＥＴＡの落差又はそれをバランスピストンにより減圧したある程度の差圧を有する。他方、ポンプＰＵＡ側の軸貫通部は、基本的に差圧がなく、差圧があっても僅小であり、この部分の洩れ止めはメカニカルシールと類似の非接触の軸シール１０Ａか、フローテイングリング等である程度の洩れを許容して行うことができ、その様なシール機構により産業機械として望ましい寿命が保持される。
【００４７】
この様に、連結胴２１Ａの内部の圧力は、前述のように基本的に状態Ｓ３の吐出圧と同じであるので、タービンＥＴＡからの洩れガス及びポンプＰＵＡから洩れた際に発生したガスは、開口ＮからタービンＥＰＡの出口すなわち送出ラインに注入できる。
【００４８】
またポンプＰＵＡからの漏洩液は、、下部のドレン回収ケーシング２１Ｂから回収され、これも基本的に送出ラインと同じ圧力を有しているので、小型の回収ポンプ３１により送出ラインに注入できる。この際、熱交換器３０を経由して冷熱を回収し、ガス化して注入するのが望ましいことは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５０】
（１）低温液化ガスに対して応用する限り、加温源にあまり高温の熱源を必要としない（ただし、加温用流体の温度が高いほど熱交換器は小型となる）。
【００５１】
（２）低温液化ガスの冷熱回収により液化窒素等を製造しようとするときは、圧縮されて高温となったガスを冷却するのに好都合である。
【００５２】
（３）原則として、運転中に動力用電力を必要としない。
【００５３】
（４）外部からの廃熱利用に便利である。
【００５４】
（５）系内はすべて取扱い流体であり、タービン、ポンプとも接触式軸シール（通常のメカニカルシール、フローティングリング等）の使用を必要としない。
【００５５】
（６）大気に対し完全密閉構造である。
【００５６】
（７）ポンプの吐出圧力、熱交換器の容量次第で十分な高速が得られる。
【００５７】
（８）ポンプ吐出圧力、熱交換器出口温度の双方で回転速度、出力が決定できるので、設計、制御とも適応性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する流体の圧力−エンタルピ線図。
【図２】本発明の一実施例を示す全体構成図。
【図３】本発明の別の実施例を示す全体構成図。
【図４】図２のポンプ及びエクスパンダタービンの側断面図。
【図５】本発明の他の実施例を示す全体構成図。
【図６】図５のポンプ及びエクスパンダタービンの側断面図。
【符号の説明】
Ａ・・・吸込開口部
Ｂ・・・ポンプ吸込口
Ｃ・・・吐出室
Ｄ・・・通路
Ｅ・・・入口部
Ｆ・・・最終段内部吐出室
Ｇ・・・通路
Ｈ・・・吐出室
Ｊ・・・吐出口
Ｋ・・・吸込ノズル
Ｍ・・・吐出ノズル
Ｎ・・・開口
ＣＵ・・・コントローラ
ＤＳ、ＤＳＡ・・・駆動軸
ＥＴ、ＥＴＡ・・・エクスパンダタービン
ＰＵ、ＰＵＡ・・・ポンプ
Ｖ１、Ｖ２・・・流量調整弁
１・・・エクスパンダ吸込ノズル
１ａ・・・エクスパンダ出口ノズル
１ｂ・・・エクスパンダ出口管
２・・・推力軸受
３・・・ラジアル軸受
４、４Ａ・・・ラビリンスシール
５・・・支持台
６・・・ポンプ吐出ノズル
７・・・ポンプカバー
８・・・吐出ケーシング
９・・・上部軸受
１０・・・上部軸受ジャーナル
１０Ａ・・・軸シール
１１・・・上部吸込ケーシング
１２・・・内ケーシング
１３・・・中間ケーシング
１４・・・中央部ブッシュ
１５・・・下部ケーシング
１６・・・中間ケーシング
１７・・・下部吸込ケーシング
１８・・・インデューサ
１９・・・下部軸受
２０・・・ポンプポット
２１・・・連結管
２１ａ・・・蛇腹部
２１Ａ・・・連結胴
２１Ｂ・・・ドレン回収ケーシング
２２・・・上部ガイドベーン
２３・・・上部羽根車
２４・・・終段ガイドベーン
２５・・・終段羽根車
２６・・・下部終段ガイドベーン
２７・・・下部ガイドベーン
２８・・・下部羽根車
２９・・・回転センサ
３０・・・熱交換器
３１・・・回収ポンプ
【図１】
0003580432.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003580432.tif 000007