(57)【要約】２段式圧縮機のような多段式遠心ターボ機械用の気体力学的配列であって、軸方向の取入れポートと半径方向の周囲の排出ゾーンとを有し共通軸上に組み立てられた２個の同軸のインペラーを備え、２個のインペラーの取入れポートは互いに離れるように向いていることが好ましく；更に、インペラーと取入れダクトとを同心状に収容している円筒状容器；第１の開口グループと第２の開口グループとを有する２個のインペラー間の仕切り壁；流れを第１のインペラーの排出ゾーンから仕切り壁の第１の開口グループに輸送している第１の湾曲したダクトのアレイを備え、流れは更に容器の室を経て第２のインペラーの取入れポートに通過し、更に流れを第２のインペラーの排出ゾーンから仕切り壁の第２の開口グループに輸送している第２の湾曲したダクトのアレイを備え、流れは更に排出ポートに行き、２個の流れが仕切り壁において向かい合った方向で互いに迂回している前記気体力学的配列。
2004501319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取入れダクトと排出ダクトとを有する多段式遠心ターボ機械のための気体力学的な配列であって、
ａ）軸方向の取入れポートと半径方向の周囲の排出ゾーンとを有する第１のインペラーであって、前記軸方向取入れポートが前記取入れダクトと連通している前記第１のインペラー、
ｂ）軸方向の取入れポートと半径方向の周囲の排出ゾーンとを有する第２のインペラーであって、前記第２のインペラーが前記第１のインペラーと同軸に配置され、２個のインペラーがこれらの共通軸線と交差している想像面の両側に置かれている前記第２のインペラー、
ｃ）流れを、第１のインペラーの周囲の排出ゾーンから第１の流路に沿って第２のインペラーの取入れポートに導くための第１の手段、
ｄ）流れを、第２のインペラーの周囲の排出ゾーンから第２の流路に沿って機械の前記排出ポートに向けて導くための第２の手段
を備え、
第１及び第２の流路が向かい合った方向で前記想像面と交差する気体力学的配置。
【請求項２】
第１及び第２のインペラーの取入れポートを通る流れが、前記想像面に向けて方向を決められる請求項１による気体力学的配置。
【請求項３】
流れを導くための前記第１の手段が複数の第１の湾曲したダクトを備え、更に流れを導くための前記第２の手段が複数の第２の湾曲したダクトを備える請求項２による気体力学的配置。
【請求項４】
前記インペラー間に仕切り壁を備え、前記壁は実質的に前記想像面内にありかつ複数の第１の開口と複数の第２の開口とを有し、
ａ）前記複数の第１の湾曲したダクトが第１のインペラーの周囲の排出ゾーンを前記複数の第１の開口に連結し、そして流れを導くための前記第１の手段は、流れを前記複数の第１の開口から第２のインペラーの取入れに導いている室を、前記仕切り壁と共に定めている第１の外側シェルを更に備え、前記室が前記第２のインペラーを少なくも部分的に囲み、
ｂ）前記複数の第２の湾曲したダクトが第２のインペラーの周囲の排出ゾーンを前記複数の第２の開口に連結し、そして流れを導くための前記第２の手段が、流れを前記複数の第２の開口から前記排出ポートに向けて導いている室を前記仕切り壁と共に定めている第２の外側シェルを更に備える
請求項３による気体力学的配列。
【請求項５】
ａ）前記複数の第１の湾曲したダクトが第１のインペラーの周りに第１の王冠状アレイに配列され、
ｂ）前記複数の第２の湾曲したダクトが第２のインペラーの周りに第２の王冠状アレイに配列され、
ｃ）複数の第１の湾曲したダクトに連結された仕切り壁上の前記複数の第１の開口が、複数の第２の湾曲したダクトに連結された前記複数の第２の開口の間で交互パターンに位置決めされる
請求項４による気体力学的配列。
【請求項６】
前記湾曲したダクトが、インペラー周囲の排出ゾーンから仕切り壁の前記開口に増加して行く断面積を有するデフューザー形状を有する請求項４又は５による気体力学的配列。
【請求項７】
前記ターボ機械が、前記インペラーと同軸で実質的に一体の軸対称シェル内に入れられ、前記第１及び第２の外側シェルが前記一体のシェルの部分である請求項４から６のいずれか一つによる気体力学的配列。
【請求項８】
ターボ機械の前記排出ポートが、前記取入れダクトの入口と実質的に同じ前記一体シェルの側に置かれる請求項７による気体力学的配列。
【請求項９】
前記一体の軸対称シェルが、インペラーの直径の約２倍の直径を有する円筒体として形成される請求項７又は８による気体力学的配列。
【請求項１０】
第１のインペラーの取入れポートと取入れダクトとの間の前記連通が、
ａ）軸方向取入れポートと半径方向の周囲排出ゾーンとを有する追加のインペラーが第１のインペラーの前記取入れダクトと前記取入れポートとの間に同軸に配置され、追加インペラーの取入れポートが取入れダクトの側にあってかつこれに連結される；
ｂ）複数の第１の開口と複数の第２の開口とを有する仕切り壁が、インペラーの軸線に直角な平面内で追加インペラーと第１のインペラーの取入れポートとの間に設置される；
ｃ）追加インペラーの周囲の排出ゾーンを追加仕切り壁の前記複数の第１の開口に連結するために、追加の複数の湾曲したダクトが追加される；
ｄ）第２のインペラーの周囲排出ゾーンを現存の仕切り壁の複数の第２の開口に連結している前記複数の第２の湾曲したダクトが、追加の仕切り壁の複数の第２の開口に延ばされる
諸方法の少なくも一つの追加段階により実行される請求項４から９のいずれか一つによる多段式遠心ターボ機械のための気体力学的配列。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一つによる多段式ターボ機械のための気体力学的配列に基づく多段式遠心圧縮機。
【請求項１２】
前記第１及び第２のインペラーが、１個のモーターにより駆動されるようにされた共通インペラー軸上に取り付けられる請求項１１による２段式機遠心圧縮機。
【請求項１３】
前記インペラー軸が、前記第１のインペラーと前記第２のインペラーとの間に配置された１個の軸受箱により支持される請求項１２による２段式機遠心圧縮機。
【請求項１４】
前記共通インペラー軸が前記モーターの軸であり、前記インペラーが前記軸の２個の端部に取り付けられる請求項１２による２段式機遠心圧縮機。
【請求項１５】
取入れダクト、排出ポート、及び駆動モーターを有し、更に前記取入れダクトと連通している蒸発室及び前記排出ポートと連通している復水器室、及びポンプの全ての構成要素又は駆動モーターを除いた全ての構成要素を収容している一体の軸対称ハウジングを備える請求項１１から１４のいずれか一つによる２段式遠心圧縮機を備えた熱ポンプ。
【請求項１６】
前記一体のハウジングが横断方向の分離壁により複数の室に分割され、前記室はハウジングの軸線に沿って，
ａ）蒸発器室、
ｂ）前記取入れダクトを囲んでいる復水器室、
ｃ）圧縮機室
の順に配列され、
蒸発器室は取入れダクトに向かって開かれており、前記２段式圧縮機の排出ポートは前記復水器室に向かって開かれている
請求項１５による熱ポンプ。
【請求項１７】
前記熱ポンプが、更に
−前記蒸発器室内に水を供給するための手段、
−前記復水器室内に水をスプレイするための手段、
−冷却された水を圧送して出すための手段、
−加熱された冷却用水を圧送して出すための手段
を備え、更に
−流れがインペラー取入れポートに入るより前に設置されたミスト除去用手段、及び
−前記インペラー間で流路に設置された圧縮気体の中間冷却用手段
の少なくも一方を備える請求項１６による熱ポンプ。
【請求項１８】
取入れダクトと排出ポート、及び復水器室を有する圧縮機であって、前記復水器室が前記取入れダクトの周りの環状室として配列され、前記排出ポートが前記復水器室内に開口している圧縮機を備えた熱ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、一般に熱ポンプに使用される遠心圧縮機のようなターボ機械における気体力学的な体制に、より特別には水蒸気を有して作動する大容量の多段遠心圧縮機のための小型の気体力学的な配列に関する。
【０００２】
［従来技術の状態］
種々の工業的な応用、例えば淡水化、水冷却、及び製氷用には、大量の冷却、即ち空気、水、又はその他の冷却材の大量の冷却が必要である。公知の熱吸収方法は、水が冷却材として使用された場合は、冷却用水を減圧下において関係の低温で沸騰させる。蒸発した水に含まれる熱を廃棄させるために、適切な熱力学的方法で蒸気をより高い温度及び圧力とし、最終的に、冷却塔からの水のような利用し得るヒートシンクに熱を移動させつつ凝縮させる。圧縮された蒸気とヒートシンクとの間の温度差と、これらの温度での単位量の飽和水蒸気において表された動的な熱移動をさせるために必要な幾分かの追加の温度低下との和が、この方法で動いている圧縮機の圧縮比（ＣＲ）を決定する。
【０００３】
経済性の観点から、１段の圧縮比における圧縮過程を使うことが好ましい。しかし、種々の設計上の理由から１段式圧縮機が実用的でないときは、Ｏｐｈｉｒ他の米国特許５，５２０，００８号に明らかにされたような２段以上の圧縮機を直列で使用することが実際的である。各段間の気体／蒸気の中間冷却の実行は、運転の熱力学的効率を高くし、機械動力の消費を減らす。
【０００４】
Ｏｐｈｉｒ他の特許に説明された熱ポンプ組立体においては、１対の個別の遠心圧縮ユニットが使用され、その各は、それ自体のインペラー軸とその軸受箱、並びに軸駆動用のそれ自体のモーターを持っている。この配列においては、圧縮機室の両側に２個のモーターが置かれる。
【０００５】
段が直列に組み立てられた多段式遠心圧縮機においては、蒸気通路の形状は、部分的に圧縮された蒸気を、先行段のインペラーの周辺の排出ゾーンから続行段の中央の取入れポートにエネルギー効率的な方法で輸送するように注意深く設計しなければならない。最適の熱力学的効率を達成するために、段間における蒸気の中間冷却が必要であることが多い。これらの要求は、蒸気通路の形状を更に複雑にし、かつ熱ポンプ組立体の物理的寸法及び費用を大きくさせる。このことは、大直径の高出力熱ポンプユニットにおいて特に真実である。
【０００６】
米国特許５，５２０００８号におけるような機械が作られかつうまく運転されたが、価格を下げ、かつ大きなホテル、オフイスビル、ショッピングセンターなどのビル管理用地下室及び回廊のような制限された空間内における設置及び保守作業を容易にするために、より小型の機械が非常に望まれる。
【０００７】
［発明の概要］
以上に鑑み、本発明の主目的は、実行可能な多段式の高圧縮、高出力の気体又は蒸気用の遠心式圧縮機のような小型でかつ効率的なターボ機械の経済的な建設に特に適した新規な気体力学的な配列、及びかかる圧縮機に使用するに特に適した熱ポンプの新規な設計を提供することである。
【０００８】
本発明の第１の態様により、取入れダクト及び排出ポートを有する多段式遠心ターボ機械のための気体力学的な配列であって、
−軸方向の取入れポートと半径方向の周囲の排出ゾーンとを有する２個のインペラーであって、第１のインペラーの取入れポートが取入れダクトと連通していて、２個のインペラーの共通軸線を横切る想像面の両側に置かれた前記２個のインペラー；
−流れを、第１のインペラーの周囲の排出ゾーンから第１の流路に沿って第２のインペラーの取入れポートに導くための第１の手段；
−流れを、第２のインペラーの周囲の排出ゾーンから第２の流路に沿って機械の排出ポートに向けて導くための第２の手段、
を備え、
第１及び第２の流路が向かい合った方向で前記想像面と交差する
気体力学的配置が提供される。
【０００９】
２段式圧縮機の特別な実施例においては、気体力学的配列は、
−共通軸上で組み合わせられた２個の同軸のインペラーであって、インペラーの取入れポートが好ましくは互いに離れるように向いている前記２個の同軸インペラー、
−インペラーと取入れダクトとを同心状に収容している円筒状容器、
−第１及び第２の開口グループを有する２個のインペラー間の仕切り壁、
−流れを第１のインペラーの排出ゾーンから仕切り壁の第１の開口グループに輸送している第１の湾曲したダクトのアレイを備え、流れは更に容器の室を通って第２のインペラーの取入れポートに通過し、更に流れを第２のインペラーの排出ゾーンから仕切り壁の第２の開口グループに輸送している第２の湾曲したダクトのアレイを備え、流れは更に排出ポートに行き、２個の流れは仕切り壁において向かい合った方向で互いに迂回している。
【００１０】
本発明の第２の態様により、熱ポンプ組立体内で、取入れダクトの周りに同心状に配置された環状の復水器室を備えた気体力学的配列が提供される。
【００１１】
両方の態様は、より小型のターボ機械デザインの開発を目的とする。２段式圧縮機における本発明の第１の態様の配列の実行においては、インペラー（段）間に設置された１個の軸受箱により支持されかつ１個のモーターにより駆動される１個の短い共通軸の使用により目的が達成される。熱ポンプ組立体における本発明の第２の態様の配列の実行においては、組立体全長の減少によりこの目的が達成される。両者の気体力学的配列の使用は、駆動モーターを除外する可能性があるが全ての構成要素−多段圧縮機、蒸発器、復水器、中間冷却器、及びミスト除去設備−が外部ダクトなしに１個の円筒状容器内に組み込まれた高度に一体化された熱ポンプ組立体を提供する。この組立体は、気体／蒸気の圧力損失の減少を特徴とし、これにより圧縮比を改善し、熱ポンプの経済性を強化する。この一体化された熱ポンプ組立体の製造費は、相互連結用の外部ダクトを有する分離ユニットより構成された同容量の組立体の製造費よりかなり少ない。一体化された組立体の構築された構成は、運転現場におけるその建設を非常に単純化する。
【００１２】
［発明の記述］
本発明並びに本発明のその他の目的と特徴のより良き理解のために、付属図面が参照される。
【００１３】
本発明の第１の実施例による熱ポンプ及び２段式圧縮機が図１に示される。この熱ポンプは、本発明による気体力学的配列に基づいた一体型の熱ポンプ組立体であり、この組立体のすべての構成要素は、モーター１０を除いて円筒状容器１１内に収容される。
【００１４】
容器は、仕切り壁１２及び１３により、蒸発器室Ａ、復水器室Ｂ、及び圧縮機室Ｃに分割される。蒸発器室Ａにはヘッダー１５が装備され、このヘッダーは、入った水又はその他の冷却材を、部分的負圧の下でのその蒸発を助長するために、大面積の薄い「カーテン」に広げるように作られる。
【００１５】
蒸発器室Ａは、圧縮機の取入れポート内に導く取入れダクト１６内に開口する。取入れダクト１６の入口は、水滴の進入を防止するミスト除去器１９により覆われる。取入れダクト１６は、円筒状容器１１と同軸でありかつ仕切り１２及び１３と一緒になって環状の復水器室Ｂを定める。復水器室Ｂ内には、容器１１の円筒状の壁に取り付けられかつ冷却用水を室内にスプレイするようにされた複数のノズル２２がある。
【００１６】
圧縮機室Ｃは、容器１１と同軸の第１段及び第２段の遠心圧縮機を収容する。室Ｃは、２個の圧縮機段の間に置かれた中間仕切り壁２４により２個のセルＣ１及びＣ２に更に分割される。第１段には静止シュラウド２７内で回転できるインペラー２６が設けられ、これは、部分的に圧縮された蒸気を、仕切り壁２４とセルＣ２とを経てデフューザーダクト２８を通して第２段圧縮機のインペラー２９の取入れポートに向かって排出するようにされる。環状セルＣ２には、水スプレイノズル３１のような、２個の圧縮機段階間で蒸気を中間冷却し又は過熱を防止するための手段が設けられる。第２段の取入れポートへの流路に、ミスト除去器３３が設けられる。
【００１７】
第２段インペラー２９は、静止シュラウド３５内で回転でき、かつ圧縮された蒸気を、デフューザーダクト３７のアレイと仕切り壁２４の開口とを通って圧縮機室Ｃの環状セルＣ１内に排出するようにされる。この環状セルＣ１は、排出ポート３８を通って復水器室Ｂ内に開口する。
【００１８】
圧縮機の第１段のインペラー２６及び第２段のインペラー２９は、これらの間に配置された軸受箱４２により支持された共通軸４０上に取り付けられる。軸４０は、ギヤボックス４３を介して外部モーター１０に結合される。こうして、１個のモーターで圧縮機の両方の段を同時に駆動することができる。
【００１９】
蒸発器室Ａにおいて作られた水蒸気は、圧縮機により作られた吸引力により、矢印で示されるように、ミスト除去器１９と取入れダクト１６とを経て第１段の取入れに引かれる。第１段インペラー２６は、蒸気を部分的に圧縮し、そしてこれを、デフューザーダクト２８とセルＣ２とを経て、ミスト除去器３３を通して第２段の取入れに排出する。部分的に圧縮された蒸気は、セルＣ２において、ノズル３１からスプレイされた冷水により、又は適切な熱交換面（図１においては示されない）により過熱が防止される。
【００２０】
第２段インペラー２９が蒸気の圧縮を完了し、この蒸気を、デフューザーダクト３７を経て圧縮機室ＣのセルＣ１に送る。次いで、蒸気は、環状の復水器室Ｂに入り、ここでノズル２２からスプレイされた冷却用水の手段により凝縮される。加熱された冷却用水は出口４４を通って復水器室Ｂから出て行く。冷却された水は出口４５を通って圧送される。
【００２１】
圧縮機段の間の蒸気の流路は、図２に示された特有の気体力学的な配列で組織化される。周囲の排出ゾーン４６を通ってシュラウドから半径方向に出た両インペラーの排気は、複数の湾曲ダクト２８及び３７により運ばれる。ダクト２８は、第１のインペラー２６の周りの王冠状アレイを形成し、各ダクトは徐々に仕切り壁２４（図２には示される）に向かって曲がり、そして前記壁の開口Ｐ１において終わる。ダクト３７は、第２のインペラー２９の周りの同様なアレイを形成し、そして同様ではあるが反対側から仕切り壁２４の開口Ｐ２において終わる。開口Ｐ１とＰ２とは、仕切り壁２４上に交互のパターンに配列され、両側の蒸気が２個のインペラーから非常に効果的な方法で互いに迂回して流れることを許す。ダクト２８及び３７は、インペラーの周囲４６から仕切り壁２４に向かって断面積が徐々に大きくなり、これにより蒸気の流れの速度が低下しかつその圧力が増加するデフューザーを形成する。
【００２２】
図１に戻って、矢印で示された蒸気の流れは、デフューザーダクト３７内を極めてゆっくりと降り、排出ポート３８を通過し、取入れダクト１６を囲んでいる復水器室Ｂ内に入る。この気体力学的配列が空間を節約し、そして上述のインペラー排出流の相互の迂回路と共に、熱ポンプ組立体の非常に小型でかつ空気力学的に効果的な配置を許す。また、この配置は、短い二重インペラー軸を１個の軸受箱で支持しかつ短い軸ラインで駆動することができため機械効率がよい。モーターを除いた熱ポンプ組立体の全体は、これを、インペラーの直径の約２倍の１個の円筒状ハウジング内に収容することができる。
【００２３】
この構成は、組立体の製造費と組立費をかなり少なくし、使用現場における組立体の設置と保守とを大きく単純化する。また、気体／蒸気の圧力損失を最小化し、これにより圧縮比及び組立体の効率を改善する。
【００２４】
この組立体は、２個のインペラーの間に、軸受箱、軸ライン及び外部モーターの代わりに、適切に設計された電気モーターを置くことにより全体としてより小型に作ることができる。
【００２５】
本発明の熱ポンプ組立体の別の実施例が図３に示され、これは、２段式の圧縮機を３段式以上に拡張する方法を示す。配列は、取入れダクト１６に続いて第３段の圧縮機が導入される点を除いて図１に示されたものと同様である。第３段のインペラー４８は、駆動軸４０の延長部５０上に取り付けられ、この延長部は、円筒状容器１１と同軸の第２の軸受箱５２により支持される。インペラー４８は、シュラウド５３内で回転することができる。
【００２６】
仕切り壁２４の開口と同様な開口Ｐ１’及びＰ２’を有する第２の仕切り壁５４が導入される。ダクト２８と同様なデフューザーダクト５７の王冠状アレイにより、インペラー４８の周囲の排出ゾーンが仕切り壁５４の開口Ｐ１’に連結される。第２のインペラー２９の周囲の排出ゾーンから仕切り壁２４の開口Ｐ２へのダクト３７が、第２の仕切り壁５４の開口Ｐ２’に伸びる。
【００２７】
仕切り壁２４と２５との間に新しいセルＣ３が定められ、圧縮された蒸気を、第３段のインペラー４８からデフューザーダクト５７を経て第１段のインペラー２６の取入れポートに輸送する。中間冷却用のスプレイヘッド６１を新たなセルＣ３内に収容することができ、この場合、ミスト除去器６５を支持している中間仕切り壁６３が流路内に導入され、またデフューザーダクト５７は中間仕切り壁６３に延ばされる。
【００２８】
気体力学的観点から、インペラー４８、２６、及び２９は、今やそれぞれ第１段、第２段、及び第３段のインペラーと呼ぶべきである。以上から、取入れダクト１６の下流に正確に同じ方法でより多くの段を導入できることが容易に分かる。
【００２９】
本発明の好ましい実施例が示されたが、本発明の精神から離れることなく多くの変更をなし得ることを理解すべきである。従って、この組立体は、円筒状容器内に多段式遠心圧縮機を備える代わりに１段式の圧縮機を有する同心圧縮機を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による２段式熱ポンプ組立体の一実施例を図式的に示す。
【図２】
２段式圧縮機における両側のデフューザーダクトとインペラーのクラウン型配列の斜視図である。
【図３】
３段階を有する熱ボンプ組立体の第２の実施例を図式的に示す。
【国際公開パンフレット】
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2004501319.tif 000004
2004501319.tif 000005
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2004501319.tif 000012
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【手続補正書】
【提出日】平成14年7月8日(2002.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取入れダクト（１６）と排出ダクト（３８）とを有する多段式遠心ターボ機械のための気体力学的な配列であって、
ａ）軸方向の取入れポートと半径方向の周囲の排出ゾーンとを有する第１のインペラーであって、前記軸方向取入れポートが前記取入れダクトと連通している前記第１のインペラー（２６）、
ｂ）軸方向の取入れポートと半径方向の周囲の排出ゾーンとを有する第２のインペラーであって、前記第２のインペラーが前記第１のインペラーと同軸に配置され、２個のインペラーがこれらの共通軸線と交差している想像面（２４）の両側に置かれている前記第２のインペラー（２９）、
ｃ）流れを、第１のインペラーの周囲の排出ゾーンから軸対称の複数の第１の湾曲したダクト（２８）を含む第１の流路（２８、Ｃ２）に沿って第２のインペラーの取入れポートに導くための第１の手段、
ｄ）流れを、第２のインペラーの周囲の排出ゾーンから軸対称の複数の第２の湾曲したダクト（３７）を含む第２の流路（３７，Ｃ１）に沿って機械の前記排出ポートに向けて導くための第２の手段、
を備え、
前記第１及び前記第２の流路（２８、３７）は、前記想像面（２４）に向かって徐々に曲がっているそれぞれの周囲の排出ゾーンから出て、前記第１及び前記第２の流路が向かい合った方向で前記想像面と交差し、そして前記想像面との交差後、２個の流路が完全に想像面の異なった側にあることを特徴とする気体力学的配置。
【請求項２】
前記インペラー（２６、２９）間に仕切り壁（２４）を備え、前記壁は実質的に前記想像面内にありかつ複数の第１の開口（Ｐ１）と複数の第２の開口（Ｐ２）とを有し、
ａ）前記複数の第１の湾曲したダクト（２８）が第１のインペラー（２６）の周囲の排出ゾーンを前記複数の第１の開口Ｐ１に連結し、そして流れを導くための前記第１の手段は、流れを前記複数の第１の開口Ｐ１から第２のインペラー（２９）の取入れに導いている室を、前記仕切り壁（２４）と共に定めている第１の外側シェル（Ｃ１）を更に備え、前記室が前記第２のインペラーを少なくも部分的に囲み、
ｂ）前記複数の第２の湾曲したダクト（３７）が第２のインペラー（２９）の周囲の排出ゾーンを前記複数の第２の開口（Ｐ２）に連結し、そして流れを導くための前記第２の手段が、流れを前記複数の第２の開口（Ｐ２）から前記排出ポート（３８）に向けて導いている室を前記仕切り壁（２４）と共に定めている第２の外側シェル（Ｃ２）を更に備える
請求項１による気体力学的配列。
【請求項３】
ａ）前記複数の第１の湾曲したダクト（２８）が第１のインペラー（２６）の周りに第１の王冠状アレイに配列され、
ｂ）前記複数の第２の湾曲したダクト（３７）が第２のインペラー（２９）の周りに第２の王冠状アレイに配列され、
ｃ）複数の第１の湾曲したダクト（２８）に連結された仕切り壁（２４）上の前記複数の第１の開口（Ｐ１）が、複数の第２の湾曲したダクト（３７）に連結された前記複数の第２の開口（Ｐ２）の間で交互パターンに位置決めされる
請求項２による気体力学的配列。
【請求項４】
前記湾曲したダクトが、インペラー周囲の排出ゾーンから仕切り壁の前記開口に増加して行く断面積を有するデフューザー形状を有する請求項２又は３による気体力学的配列。
【請求項５】
前記ターボ機械が、前記インペラー（２６、２９）と同軸で実質的に一体の軸対称シェル（Ｃ）内に入れられ、前記第１及び第２の外側シェル（Ｃ１，Ｃ２）が前記一体のシェルの部分である請求項２から４のいずれか一つによる気体力学的配列。
【請求項６】
ターボ機械の前記排出ポート（３８）が、前記取入れダクト（１６）の入口と実質的に同じ前記一体シェル（Ｃ）の側に置かれる請求項５による気体力学的配列。
【請求項７】
前記一体の軸対称シェル（Ｃ）が、インペラーの直径の約２倍の直径を有する円筒体として形成される請求項５又は６による気体力学的配列。
【請求項８】
第１のインペラー（２６）の取入れポートと取入れダクト（１６）との間の前記連通が、
ａ）軸方向取入れポートと半径方向の周囲排出ゾーンとを有する追加のインペラー（４８）が第１のインペラーの前記取入れダクトと前記取入れポートとの間に同軸に配置され、追加インペラーの取入れポートが取入れダクト（１６）の側にあってかつこれに連結される；
ｂ）複数の第１の開口（Ｐ１’）と複数の第２の開口（Ｐ２’）とを有する仕切り壁（５４）が、インペラーの軸線に直角な平面内で追加インペラー（４８）と第１のインペラーの取入れポートとの間に設置される；
ｃ）追加インペラーの周囲の排出ゾーンを追加仕切り壁（５４）の前記複数の第１の開口（Ｐ１’）に連結するために、追加の複数の湾曲したダクト（５７）が追加される；
ｄ）第２のインペラー（２９）の周囲排出ゾーンを現存の仕切り壁（２４）の複数の第２の開口（Ｐ２）に連結している前記複数の第２の湾曲したダクト（３７）が、追加の仕切り壁（５４）の複数の第２の開口（Ｐ２’）に延ばされる
諸方法の少なくも一つの追加段階により実行される請求項２から７のいずれか一つによる多段式遠心ターボ機械のための気体力学的配列。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一つによる多段式ターボ機械のための気体力学的配列を有する多段式遠心圧縮機。
【請求項１０】
前記第１及び第２のインペラーが、１個のモーター（１０）により駆動されるようにされた共通インペラー軸（４０）上に取り付けられる請求項９による２段式機遠心圧縮機。
【請求項１１】
前記インペラー軸（４０）が、前記第１のインペラーと前記第２のインペラーとの間に配置された１個の軸受箱（４２）により支持される請求項１０による２段式機遠心圧縮機。
【請求項１２】
前記共通インペラー軸が前記モーターの軸であり、前記インペラーが前記軸の２個の端部に取り付けられる請求項１０による２段式機遠心圧縮機。
【請求項１３】
取入れダクト（１６）、排出ポート（３８）、及び駆動モーター（１０）を有し、更に前記取入れダクトと連通している蒸発室（Ａ）及び前記排出ポートと連通している復水器室（Ｂ）、及びポンプの全ての構成要素又は駆動モーターを除いた全ての構成要素を収容している一体の軸対称ハウジング（１１）を備える請求項９から１２のいずれか一つによる２段式遠心圧縮機を備えた熱ポンプ。
【請求項１４】
前記一体のハウジング（１１）が横断方向の分離壁（１２、１３）により複数の室に分割され、前記室はハウジングの軸線に沿って，
ａ）蒸発器室（Ａ）、
ｂ）前記取入れダクト（１６）を囲んでいる復水器室（Ｂ）、
ｃ）圧縮機室（Ｃ）
の順に配列され、
蒸発器室（Ａ）は取入れダクト（１６）に向かって開かれており、前記２段式圧縮機の排出ポート（３８）は前記復水器室（Ｂ）に向かって開かれている
請求項１３による熱ポンプ。
【請求項１５】
前記熱ポンプが、更に
−前記蒸発器室内に水を供給するための手段（１５）、
−前記復水器室内に水をスプレイするための手段（２２）、
−冷却された水を圧送して出すための手段（４５）、
−加熱された冷却用水を圧送して出すための手段（４４）
を備え、更に
−流れがインペラー取入れポートに入るより前に設置されたミスト除去用手段（３３）、及び
−前記インペラー間で流路に設置された圧縮気体の中間冷却用手段（３１）
の少なくも一方を備える請求項１４による熱ポンプ。
【請求項１６】
前記復水器室（Ｂ）が前記取入れダクト（１６）の周りの環状室として配列され、前記排出ポート（３８）が前記復水器室内に開口している請求項１３による熱ポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
米国特許５，５２０００８号におけるような機械が作られかつうまく運転されたが、価格を下げ、かつ大きなホテル、オフイスビル、ショッピングセンターなどのビル管理用地下室及び回廊のような制限された空間内における設置及び保守作業を容易にするために、より小型の機械が非常に望まれる。
より小型の配列がＤＥ１８０３９５８Ａ号に明らかにされ、これは、中間熱交換器を有しかつ２段のインペラーが互いに向かい合って同軸に配置されて一体を構成する２段式のターボ機械（圧縮機）を説明している。このターボ機械の取入れダクトは、第１段の側に配置されかつインペラーと同軸の円筒状又は円錐状のパイプである。第１段の排出流は、複数の第１の排出ダクトにより、インペラーと同軸でかつ取入れダクトを囲み更に同様に第１段の側に配置された環状の熱交換器に輸送される。流れは、次いで、１８０゜急旋回して、熱交換器を囲んでいる周囲の環状通路内に入り、そして第２段の取入れポートに向けられる。第２段の排出流は、複数の第２の排出ダクトにより別の環状で同軸の熱交換器に送られ、この別の熱交換器は、排出ポートで終わっていて、かつ同様に第１段の側において、取入れダクトと第１の熱交換器との間に配置される。この配列は、４個の同軸流と２個の２個の熱交換器の体積をインペラーグループの一方の側に置き、これは大きい流体損失を含む。
ＣＨ１０２８２１号は、ギヤボックスの手段により１個のモーターで駆動される２個の平行な軸を有する４段式のターボ機械（圧縮機）を明らかにする。第１及び第２段のインペラーは１個の軸上にあり、これに対して、第３段及び第４段のインペラーは第２の軸上にある。取入れダクトは第１の軸の横方向に配置される。第１段の排出ダクトは、流れを、第１の軸と同軸の円環面にほぼ従った経路に沿って第１のインペラーの周囲から第２段の取入れに送り、一方、第２段の排出流は同じ円環面により定められた空間内に集められ、そして１個の横方向のパイプにより、第２の軸と同軸の第３段の取入れに送る。この配列は非対称であり、同軸の段の間の流路内に熱交換器又はその他の構成要素を受け入れない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の第１の態様により、取入れダクト及び排出ポートを有する多段式遠心ターボ機械のための気体力学的な配列であって、
−軸方向の取入れポートと半径方向の周囲の排出ゾーンとを有する２個のインペラーであって、第１のインペラーの取入れポートが取入れダクトと連通していて、２個のインペラーの共通軸線を横切る想像面の両側に置かれた前記２個のインペラー；
−流れを、第１のインペラーの周囲の排出ゾーンから軸対称配列の複数の第１の湾曲したダクトを含む第１の流路に沿って第２のインペラーの取入れポートに導くための第１の手段；
−流れを、第２のインペラーの周囲の排出ゾーンから軸対称配列の複数の第２の湾曲したダクトを含む第２の流路に沿って機械の排出ポートに向けて導くための第２の手段、
を備え、
第１及び第２の流路は、想像面に向かって徐々に曲がっているそれぞれの周囲の排出ゾーンから出て、向かい合った方向で想像面と交差し、そして、この交互後、この２個の流路が完全に想像面の異なった側にある
気体力学的配置が提供される。




【国際調査報告】
2004501319.tif 000020
2004501319.tif 000021
2004501319.tif 000022