(57)【要約】  多段遠心圧縮機および空気調和ユニットを開示する。本多段遠心圧縮機は、動力部および羽根車部を備える。動力部はモータ（６）を備え、モータのシャフトは第１の端部および第２の端部を備える。羽根車部はＮ個（ここでＮは２以上であって１０未満である）の羽根車を備える。Ｎが偶数の場合、シャフトの第１の端部の羽根車の数は、シャフトの第２の端部の羽根車の数と等しい。Ｎが奇数の場合、シャフトの第１の端部の羽根車の数は、シャフトの第２の端部の羽根車の数よりも１つ多い。モータ（６）から最も遠い一段目の羽根車はシャフトの第１の端部に配置されており、シャフトの第１の端部にある他の羽根車は昇順で配置されている。モータ（６）に最も近いＮ段目の羽根車はシャフトの第２の端部に配置されており、シャフトの第２の端部にある他の羽根車は降順で配置されている。シャフトの第１の端部に配置された羽根車の気体出口は、接続管路を介してシャフトの第２の端部に配置された羽根車の気体入口と連通しているため、圧力比およびエネルギー効率が高まる。【選択図】図６
2016532053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力部および羽根車部を備えた多段遠心圧縮機であって、
前記動力部は、シャフトを有するモータを備え、前記モータの前記シャフトは第１の端部および第２の端部を備え、
前記羽根車部は、Ｎ個（ここでＮは２以上であって１０未満である）の羽根車を備え、
Ｎが偶数の場合、前記シャフトの前記第１の端部の羽根車の数は前記シャフトの前記第２の端部の羽根車の数に等しく、
Ｎが奇数の場合、前記シャフトの前記第１の端部の羽根車の数は、前記シャフトの前記第２の端部の羽根車の数よりも１つ多く、
前記モータから最も遠い一段目の羽根車は、前記シャフトの前記第１の端部に配置されており、前記シャフトの前記第１の端部にある他の羽根車は昇順で配置されており、
前記モータに最も近いＮ段目の羽根車は、前記シャフトの前記第２の端部に配置されており、前記シャフトの前記第２の端部にある他の羽根車は降順で配置されており、
前記シャフトの前記第１の端部に配置された前記羽根車の気体出口は、接続管路を介して前記シャフトの前記第２の端部に配置された前記羽根車の気体入口と連通しており、ここでは、前記シャフトの前記第１の端部に配置された前記羽根車の前記気体出口は前記モータに最も近い、前記シャフトの前記第１の端部に配置された前記羽根車の同気体出口であり、前記シャフトの前記第２の端部に配置された前記羽根車の前記気体出口は、前記モータから最も遠い、前記シャフトの前記第２の端部に配置された前記羽根車の同気体出口であることを特徴とする多段遠心圧縮機。
【請求項２】
接続管路は、前記多段遠心圧縮機の外部または前記多段遠心圧縮機のケーシングの内部に配置されている、請求項１に記載の多段遠心圧縮機。
【請求項３】
前記一段目の羽根車以外の羽根車の入口に気体注入口が設けられており、例えば、前記二段目の羽根車の入口に第１の気体注入口が設けられ、…（途中省略）、そしてＮ段目の羽根車に第（Ｎ−１）の気体注入口が設けられている、請求項１に記載の多段遠心圧縮機。
【請求項４】
前記遠心圧縮機は少なくとも２つの軸受をさらに備え、少なくとも１つの軸受は、前記シャフトの前記第１の端部にスリーブを形成しており、少なくとも１つの軸受は、前記シャフトの前記第２の端部にスリーブを形成している、請求項１に記載の多段遠心圧縮機。
【請求項５】
前記軸受は、転がり軸受、滑り軸受または磁気浮上軸受として具体化されている、請求項４に記載の多段遠心圧縮機。
【請求項６】
蒸発器および凝縮器を備え、かつ請求項１、２、４および５のうちのいずれか１つに定義されている前記多段遠心圧縮機をさらに備える、空気調和ユニット。
【請求項７】
前記シャフトの前記第１の端部に配置された前記羽根車の前記気体出口と前記シャフトの前記第２の端部に配置された前記羽根車の前記気体入口との間に配置された前記接続管路は、前記蒸発器の内部または前記凝縮器の内部に配置されている、請求項６に記載の空気調和ユニット。
【請求項８】
エコノマイザーをさらに備え、
前記一段目の羽根車以外の羽根車にはそれぞれ気体注入口が設けられており、
前記エコノマイザーから蒸発したフラッシュ蒸気は、前記多段遠心圧縮機の前記気体注入口の中に誘導される、請求項７に記載の空気調和ユニット。
【請求項９】
前記エコノマイザーから蒸発した前記フラッシュ蒸気は、好ましくは第（Ｎ−１）の気体注入口の中に誘導される、請求項８に記載の空気調和ユニット。
【請求項１０】
前記空気調和ユニットは、Ｎ−１個の気体注入口に対応するＮ−１個のエコノマイザーを備え、
各エコノマイザーは、エコノマイザー入口およびエコノマイザー出口を備え、かつ前記対応する気体注入口と連通するエコノマイザー気体出口をさらに備える、請求項８に記載の空気調和ユニット。
【請求項１１】
前記空気調和ユニットは、１つのみのエコノマイザーを備え、前記エコノマイザーは、いくつかの独立したエコノマイザー部に仕切られており、前記エコノマイザー部の数は前記気体注入口の数と同じであり、
各エコノマイザー部は、エコノマイザー入口およびエコノマイザー出口を備え、かつ前記対応する気体注入口と連通するエコノマイザー気体出口をさらに備える、請求項８に記載の空気調和ユニット。
【請求項１２】
絞り装置は、エコノマイザー入口の冷媒接続管路上に配置され、かつエコノマイザー出口にそれぞれに配置されている、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の空気調和ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年８月２６日に出願された「多段遠心圧縮機および空気調和ユニット」という発明の名称の中国特許出願公開第２０１３１０３７７３５６．２号の優先権の利益を主張するものであり、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、圧縮機および空気調和機、より詳細には、多段遠心圧縮機および空気調和ユニットの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
先行技術では、冷凍用途のための遠心圧縮機は一段もしくは二段圧縮機である。流入および流出冷凍水の温度が１２／７℃であり、かつ流入および流出冷却水の温度が３０／３５℃であるような一般的な冷凍範囲では、そのような水温下での圧力比は高くないため、空気調和ユニットには主に一段もしくは二段圧縮機が設けられている。流入および流出冷凍水の温度（１２／７℃）が変わらないままであり、流出冷却水の温度が比較的高くなれば（７０℃など）、当該ユニットの必要とされる圧力比は非常に高くなり、最大６．５にも高くなるが、これはまさに大部分の工業生産施設によって必要とされ、かつ加熱および熱交換の分野で必要とされる動作条件である。
【０００４】
単一圧縮機に関して遠心圧縮機の圧力比を高くするための一般的なスキームは、羽根車の寸法を大きくするか羽根車の回転速度を高め、それにより羽根車がより多くの動力を得ることができるようにして圧力比を高くすることである。しかし、圧力比を高くするというこのスキームは、（１）羽根車の材料強度および（２）回転部の一次危険速度という要因によって制限される。
【０００５】
一般に、羽根車が安全かつ確実に動作するのを保証するために、羽根車出口の周辺速度は３００ｍ／ｓ以下にする。しかし、より高い圧力比を実現するためには、羽根車の外径または回転速度を増加させなければならず、これは羽根車の材料強度要件と矛盾する。回転速度を上昇させるが羽根車の寸法を変えずに維持することによってのみ圧力比の上昇を実現すれば、回転部の速度は固有の危険回転速度に接近または到達し、こうして共振が生じ、これにより圧縮機および空気調和ユニットの確実な動作に影響を与えてしまうことがある。
【０００６】
単一圧縮機の低い圧力比を鑑み、この問題を解決するために多段圧縮機または複数の空気調和ユニットを直列に接続するという解決法が提案されている。しかし、これらの解決法は間違いなく以下の欠点を有する。すなわち、当該ユニットの全体的な生産コストおよび維持費は非常に高くなり、全体寸法が過剰に大きくなり、関連する機器室によって占められる領域が大きくなり過ぎるため、顧客の実際の適用要件を満たすことが難しくなる。
【０００７】
上記欠点を踏まえた長期間の研究および実践後に、本発明者らは最終的に本発明を得た。
【発明の概要】
【０００８】
上記状況から、より高い圧力比を有する多段圧縮機を提供し、小型構造を有し、かつ安定して動作する空気調和ユニットを提供することが必要である。
【０００９】
本開示は、動力部および羽根車部を備えた多段遠心圧縮機であって、
動力部は、シャフトを有するモータを備え、モータのシャフトは第１の端部および第２の端部を備え、
羽根車部は、Ｎ個（ここでＮは２以上であって１０未満である）の羽根車を備え、
Ｎが偶数の場合、シャフトの第１の端部の羽根車の数はシャフトの第２の端部の羽根車の数に等しく、
Ｎが奇数の場合、シャフトの第１の端部の羽根車の数は、シャフトの第２の端部の羽根車の数よりも１つ多く、
モータから最も遠い一段目の羽根車はシャフトの第１の端部に配置されており、シャフトの第１の端部にある他の羽根車は昇順で配置されており、
モータに最も近いＮ段目の羽根車はシャフトの第２の端部に配置されており、シャフトの第２の端部にある他の羽根車は降順で配置されており、
シャフトの第１の端部に配置された羽根車の気体出口は、接続管路を介してシャフトの第２の端部に配置された羽根車の気体入口と連通しており、ここでは、シャフトの第１の端部に配置された羽根車の気体出口は、モータに最も近い、シャフトの第１の端部に配置された羽根車の同気体出口であり、シャフトの第２の端部に配置された羽根車の気体出口は、モータから最も遠い、シャフトの第２の端部に配置された羽根車の同気体出口であることを特徴とする多段遠心圧縮機を提供する。
【００１０】
本実施形態の１つでは、接続管路は、本多段遠心圧縮機の外部または本多段遠心圧縮機のケーシングの内部に配置されている。
【００１１】
本実施形態の１つでは、一段目の羽根車以外の羽根車の入口に気体注入口が設けられており、例えば、二段目の羽根車の入口に第１の気体注入口が設けられ、…（途中省略）、そしてＮ段目の羽根車に第（Ｎ−１）の気体注入口が設けられている。
【００１２】
本実施形態の１つでは、本遠心圧縮機は少なくとも２つの軸受をさらに備えており、少なくとも１つの軸受はシャフトの第１の端部にスリーブを形成しており、少なくとも１つの軸受はシャフトの第２の端部にスリーブを形成している。
【００１３】
本実施形態の１つでは、軸受は、転がり軸受、滑り軸受または磁気浮上軸受として具体化される。
【００１４】
本開示は、蒸発器および凝縮器を備えた空気調和ユニットと前記多段遠心圧縮機とを提供する。
【００１５】
本実施形態の１つでは、シャフトの第１の端部に配置された羽根車の気体出口とシャフトの第２の端部に配置された羽根車の気体入口との間に配置された接続管路は、蒸発器の内部または凝縮器の内部に配置されている。
【００１６】
本実施形態の１つでは、本空気調和ユニットはエコノマイザーをさらに備え、
一段目の羽根車以外の羽根車には気体注入口がそれぞれ設けられており、
エコノマイザーから蒸発したフラッシュ蒸気は、本多段遠心圧縮機の気体注入口の中に誘導される。
【００１７】
本実施形態の１つでは、エコノマイザーから蒸発したフラッシュ蒸気は、好ましくは第（Ｎ−１）の気体注入口の中に誘導される。
【００１８】
本実施形態の１つでは、本空気調和ユニットは、Ｎ−１個の気体注入口に対応するＮ−１個のエコノマイザーを備え、
各エコノマイザーは、エコノマイザー入口およびエコノマイザー出口を備え、対応する気体注入口と連通するエコノマイザー気体出口をさらに備える。
【００１９】
本実施形態の１つでは、本空気調和ユニットは１つのみのエコノマイザーを備え、エコノマイザーは、いくつかの独立したエコノマイザー部に仕切られており、エコノマイザー部の数は気体注入口の数と同じであり、
各エコノマイザー部は、エコノマイザー入口およびエコノマイザー出口を備え、対応する気体注入口と連通するエコノマイザー気体出口をさらに備える。
【００２０】
本実施形態の１つでは、絞り装置がエコノマイザー入口の冷媒接続管路上に配置され、かつエコノマイザー出口にそれぞれ配置されている。
【００２１】
先行技術と比較すると、本開示は以下の有利な効果を有する。すなわち、本多段遠心圧縮機の圧力比はより高いため、本多段遠心圧縮機および本空気調和ユニットは効率的かつ安定して動作し、当該圧縮機の構成要素と本ユニットの部品との接続は最適化されており、これにより生産コストを下げ、占有面積を小さくし、中間気体注入によりエネルギーを節約し、かつ効率を高めることができ、一段目の羽根車以外の羽根車の気体流の状態を改善し、それにより気体温度を低下させ、かつ圧縮作業を減らし、柔軟な接続管路の配置が可能になるため、管路の固定、動作および維持が容易となり、本ユニット全体の構造が小型となり、それにより騒音を効果的に減らし、本空気調和ユニット全体の全体寸法に対する顧客の要件を満たすことが容易となり、軸方向の力が小さくなり、かつ耐用年数が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本開示に係る三段遠心圧縮機の構造概略図である。
【図２】本開示に係る四段遠心圧縮機の構造概略図である。
【図３】外部接続管路によって接続された単一の気体注入口が設けられた、本開示に係る三段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図である。
【図４】ケーシング内の接続管路によって接続された単一の気体注入口が設けられた、本開示に係る三段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図である。
【図５】外部接続管路によって接続された単一の気体注入口が設けられた、本開示に係る四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図である。
【図６】外部接続管路によって接続された２つの気体注入口が設けられ、かつ２つのエコノマイザーが設けられた、本開示に係る四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図である。
【図７】ケーシング内の接続管路によって接続された２つの気体注入口が設けられ、かつ仕切られたエコノマイザーが設けられた、本開示に係る四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図である。
【図８】蒸発器の内部接続管路によって接続された単一の気体注入口が設けられた、本開示に係る四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
圧力比が低過ぎるという問題を解決するために、多段遠心圧縮機および空気調和ユニットを提供する。
【００２４】
本開示は、動力部および羽根車部を備えた多段遠心圧縮機を提供する。動力部は、シャフトを有するモータを備える。モータのシャフトは、第１の端部および第２の端部を備える。
【００２５】
羽根車部は、Ｎ個（ここでＮは２以上であって１０未満である）の羽根車を備える。
【００２６】
Ｎが偶数の場合、シャフトの第１の端部の羽根車の数は、シャフトの第２の端部の羽根車の数と等しい。
【００２７】
Ｎが奇数の場合、シャフトの第１の端部の羽根車の数は、シャフトの第２の端部の羽根車の数よりも１つ多い。
【００２８】
モータから最も遠い一段目の羽根車はシャフトの第１の端部に配置されており、シャフトの第１の端部にある他の羽根車は昇順で配置されている。
【００２９】
モータに最も近いＮ段目の羽根車はシャフトの第２の端部に配置されており、シャフトの第２の端部にある他の羽根車は降順で配置されている。
【００３０】
シャフトの第１の端部に配置された羽根車の気体出口は、接続管路を介してシャフトの第２の端部に配置された羽根車の気体入口と連通しており、シャフトの第１の端部に配置された羽根車の気体出口は、モータに最も近い、シャフトの第１の端部に配置された羽根車の同気体出口であり、シャフトの第２の端部に配置された羽根車の気体出口は、モータから最も遠い、シャフトの第２の端部に配置された羽根車の同気体出口である。
【００３１】
先行技術と比較すると、本開示は以下の有利な効果を有する。すなわち、本多段遠心圧縮機は、より高い圧力比を有し、確実かつ安定して動作する。
【００３２】
上記技術的特徴、他のさらなる技術的特徴および本開示の利点について、添付の図を参照しながらより詳細にさらに説明する。
【００３３】
図１は、本開示に係る三段遠心圧縮機の構造概略図である。図１に示すように、三段遠心圧縮機は動力部および羽根車部を備える。
【００３４】
動力部は、シャフトを有するモータ６を備える。モータ６のシャフトは、第１の端部および第２の端部を備え、シャフトの第１の端部および第２の端部は、シャフトに対する軸方向への力を減らすためにモータ６の左端および右端にそれぞれ対称的に配置されている。
【００３５】
羽根車部は、案内羽根１、一段目の羽根車３、二段目の羽根車４および三段目の羽根車８を備える。一段目の羽根車３はシャフトの第１の端部に配置されており、モータから最も遠い。
【００３６】
一段目の羽根車３および二段目の羽根車４ならびに三段目の羽根車８はそれぞれ、モータ６の２つの端部に配置されている。シャフトの第１の端部は、一段目の羽根車３および二段目の羽根車４を駆動して回転させ、シャフトの第２の端部は三段目の羽根車８を駆動して回転させる。
【００３７】
本多段遠心圧縮機は支持部をさらに備え、支持部は、シャフトの第１の端部およびシャフトの第２の端部にそれぞれスリーブを形成する第１の軸受５および第２の軸受７を備える。
【００３８】
図２は、本開示に係る四段遠心圧縮機の構造概略図である。図２に示すように、本四段遠心圧縮機は動力部および羽根車部を備える。
【００３９】
動力部はモータ６を備える。モータ６は第１の端部および第２の端部を備えたシャフトを有し、第１の端部および第２の端部はそれぞれ、モータの左端および右端に配置されている。
【００４０】
羽根車部は、案内羽根１、一段目の羽根車３、二段目の羽根車４、三段目の羽根車８および四段目の羽根車１０を備える。一段目の羽根車３はシャフトの第１の端部に配置されており、モータから最も遠い。
【００４１】
一段目の羽根車３および二段目の羽根車４ならびに三段目の羽根車８および四段目の羽根車１０はそれぞれ、モータ６の２つの端部に配置されている。それぞれ、シャフトの第１の端部は２つの羽根車を駆動して回転させ、シャフトの第２の端部は２つの羽根車を駆動して回転させる。
【００４２】
本多段遠心圧縮機は支持部をさらに備え、支持部は、シャフトの第１の端部およびシャフトの第２の端部にそれぞれスリーブを形成する第１の軸受５および第２の軸受７を備える。一般に、本四段遠心圧縮機には少なくとも１つの第１の軸受５および少なくとも１つの第２の軸受７が設けられている。より良好な支持効果を実現するために、要件に従って２つ以上の第１の軸受５または第２の軸受７が設けられていてもよい。
【００４３】
本多段遠心圧縮機は、三段もしくは四段遠心圧縮機の形態であってもよく、最大で九段の遠心圧縮機の形態であってもよい。モータ６は多段羽根車を直接駆動して気体に対する仕事を行う。
【００４４】
図１および図２に示すように、全ての羽根車は、締り嵌め継手を介してモータ６の出力シャフト上に組み立てられており、それにより羽根車と回転子との間で高い同軸度を維持し、回転部全体が高速で安定して動くことをさらに保証する。本多段遠心圧縮機の一段目の羽根車３を除いて、本システム構造の要件に従い、中間気体注入により動力節約モードを実現するために、二段目の羽根車または三段目の羽根車に気体注入口が設けられていてもよく、あるいは二段目の羽根車および三段目の羽根車の両方に気体注入口が設けられていてもよい。
【００４５】
図１に示すように、二段圧縮入口に配置された気体注入口は第１の気体注入口２であり、三段圧縮入口に配置された気体注入口は第２の気体注入口９である。図２に示すように、二段圧縮入口に配置された気体注入口は第１の気体注入口２であり、三段圧縮入口に配置された気体注入口は第２の気体注入口９であり、四段圧縮入口に配置された気体注入口は第３の気体注入口１１である。
【００４６】
二段目の羽根車の気体注入口はケーシング本体に接続されており、二段目の羽根車の入口の前方に配置された気体注入路と連通しているため、気体注入路の形成および接続に好都合である。三段目の羽根車の気体注入路はケーシングにその入口で接続されていてもよく、あるいは本システムの構造配置に従って選択することができる接続管路がそこに設けられていてもよい。四段圧縮機の気体注入口はケーシング本体に接続されており、一段目の羽根車の気体注入口および二段目の羽根車の気体注入口の配置と同様である。
【００４７】
図１および図２に示されているモータ６は可変周波数永久磁石同期モータであり、その動力は１４０ｋＷを超え、その回転速度は６０００回転／分を超える。転がり軸受、滑り軸受または磁気浮上軸受として具体化してもよい第１の軸受５および第２の軸受７は、支持機能を行う。
【００４８】
軸受が転がり軸受である事例では、高速で回転した場合に羽根車によって生成される軸方向の力を均衡させるために、軸受のうちの１つはアンギュラコンタクト軸受である。軸受が滑り軸受である事例では、大きな軸方向の力を均衡させるために、少なくとも１つの軸受がスラスト表面を有するか、２つの軸受にスラスト表面が設けられている。
【００４９】
軸受をより小型にするために、半径方向の力に耐える軸受および軸方向の力に耐える軸受が１つの軸受部に一体化されているため、軸受部は半径方向および軸方向に対する複合機能を有し、組み立ておよび修復に好都合である。
【００５０】
図１に示す三段遠心圧縮機は、気体入口→案内羽根１→一段目の羽根車３→二段目の羽根車４→三段目の羽根車８→気体出口という主要な気体流の流れ方向を有する。図２に示す四段遠心圧縮機は、気体入口→一段目の羽根車３→二段目の羽根車４→三段目の羽根車８→四段目の羽根車１０→気体出口という主要な気体流の流れ方向を有する。
【００５１】
図３、図４、図５、図６、図７および図８に示すように、図３は本開示に係る三段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図であり、本空気調和ユニットには外部接続管路によって接続された単一の気体注入口が設けられており、図４は本開示に係る三段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図であり、本空気調和ユニットにはケーシング内の接続管路によって接続された単一の気体注入口が設けられており、図５は本開示に係る四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図であり、本空気調和ユニットには外部接続管路によって接続された単一の気体注入口が設けられており、図６は本開示に係る四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図であり、本空気調和ユニットには外部接続管路によって接続された２つの気体注入口が設けられ、かつ２つのエコノマイザーが設けられており、図７は本開示に係る四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図であり、本空気調和ユニットはケーシング内の接続管路によって接続された２つの気体注入口が設けられ、かつ仕切られたエコノマイザーが設けられており、図８は本開示に係る四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットを示す概略図であり、本空気調和ユニットには凝縮器の内部接続管路によって接続された単一の気体注入口が設けられている。
【００５２】
シャフトの第１の端部に配置された羽根車の気体出口は、接続管路７０を介してシャフトの第２の端部に配置された羽根車の気体入口と連通している。接続管路７０は以下の方法で実現することができる。
【００５３】
１．外部接続管路：図３、図５および図６に示すように、外部接続管路は継目無鋼管によって形成されていてもよく、前記継目無鋼管はフランジに溶接され、次いでフランジと共に接続されているか、あるいは外部接続管路は鋳造路によって形成されていてもよく、前記鋳造路はその鋳造フランジを介して接続されており、ここでは、フランジ間のシールは、ガスケットシール、Ｏ型リングシールまたは球面シールとして具体化されていてもよい。
【００５４】
外部接続管路の形態の接続管路は固定が容易であり、動作および維持に好都合である。
【００５５】
２．図４および図７に示すように、一段目の羽根車および二段目の羽根車によって圧縮された気体は、本多段遠心圧縮機のケーシング内の内部接続管路を通して気体入口の中に誘導される。内部接続管路を本多段遠心圧縮機のそれぞれのケーシングの中に鋳造してもよく、次いでケーシングを接続し、気体流路全体を形成する。
【００５６】
ケーシング内の接続管路によって形成された気体流路を用いた場合、本ユニット全体の構造は小型になる。ケーシングの壁厚は鋼管の壁厚よりも大きいため、二段目の羽根車と三段目の羽根車との間の騒音は効果的に小さくなる。
【００５７】
３．図８に示すように、一段目の羽根車および二段目の羽根車によって圧縮された気体は凝縮器のさらなる内蔵キャビティの中に排出され、次いでその気体は、キャビティ内の内部接続管路を通して気体入口の中に誘導される。内蔵キャビティは凝縮器の円筒胴内に溶接された鋼管または鋼板によって構築することができ、溶接気密性は、圧力下での漏れ検出によって保証されている。
【００５８】
４．図８に示すように、一段目の羽根車および二段目の羽根車によって圧縮された気体は、蒸発器のさらなる内蔵キャビティの中に排出され、次いでこの気体は、キャビティの内部接続管路を通して気体入口の中に誘導される。この内蔵キャビティは凝縮器の内蔵キャビティと同じ方法で構築することができる。
【００５９】
凝縮器の内部または蒸発器の内部にある内部接続管路によって形成された気体流路を用いた場合、本ユニット全体の構造は小型になり、外部接続管路は接続が容易であり、これにより、本ユニットの全体寸法に対する顧客の要件を満たすことが容易になる。
【００６０】
図３に示すように、外部接続管路によって接続された単一の気体注入口が設けられた、三段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットは、本多段遠心圧縮機、凝縮器２０、蒸発器３０、第１のエコノマイザー４１、第１の絞り装置６１、第２の絞り装置６２および接続管路７０を備える。
【００６１】
第１のエコノマイザー気体出口５１は、第１のエコノマイザー４１の最上部に配置されている。
【００６２】
図４および図３は接続管路７０の接続方法において異なる。
【００６３】
図５および図３は本多段遠心圧縮機の段数において異なる。図３の段数は３であり、図４の段数は４である。
【００６４】
図６および図５は気体注入口の数において異なる。図６では２つの気体注入口が設けられており、図５では単一の気体注入口が設けられている。
【００６５】
図６に示すように、外部接続管路によって接続された２つの気体注入口が設けられ、かつ２つのエコノマイザーが設けられた、四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットは、本多段遠心圧縮機、凝縮器２０、蒸発器３０、第１のエコノマイザー４１、第２のエコノマイザー４２、第１の絞り装置６１、第２の絞り装置６２、第３の絞り装置６３および接続管路７０を備える。
【００６６】
第１のエコノマイザー気体出口５１は、第１のエコノマイザー４１の最上部に配置されている。第２のエコノマイザー気体出口５２は、第２のエコノマイザー４２の最上部に配置されている。
【００６７】
図７は、以下の特徴により図６と識別される。
１．接続管路７０の接続方法
２．エコノマイザーは２つの独立したエコノマイザーとして具体化されておらず、その代わりに、１つのエコノマイザーが仕切り板８１により２つのエコノマイザー部に仕切られている。
【００６８】
図７に示すように、ケーシング内の接続管路によって接続された２つの気体注入口が設けられ、かつ仕切られたエコノマイザーが設けられた、四段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットは、本多段遠心圧縮機、凝縮器２０、蒸発器３０、第１のエコノマイザー部４１、第２のエコノマイザー部４２、第１の絞り装置６１、第２の絞り装置６２、第３の絞り装置６３および接続管路７０を備える。
【００６９】
第１のエコノマイザー気体出口５１は、第１のエコノマイザー部４１の最上部に配置されている。第２のエコノマイザー気体出口５２は、第２のエコノマイザー部４２の最上部に配置されている。
【００７０】
図８は接続管路７０の接続方法において図３と識別され、すなわち、本多段遠心圧縮機の気体出口は、凝縮器内のさらなる内蔵キャビティを介して本多段遠心圧縮機の気体入口と連通している。
【００７１】
好ましくは、本多段遠心圧縮機を有する空気調和ユニットは、一段目の羽根車以外の羽根車の気体流の状態を改善し、例えば、気体温度を低下させたり圧縮作業を少なくしたりするために中間気体注入を採用して、動力を節約し、かつ効率を高めるという目的を実現する。
【００７２】
図３および図４に示すように、本多段遠心圧縮機が三段圧縮機であり、かつ１つのみの気体注入口が必要とされる場合、第１の気体注入口２および第２の気体注入口９のうちのいずれか１つを気体注入口として選択することができ、好ましくは、第２の気体注入口９を気体注入口として選択する。
【００７３】
従って、１つのみのエコノマイザーが本空気調和ユニット内に設けられている。第１の絞り装置６１を通って、凝縮器２０からの液体冷媒は第１のエコノマイザー４１の中に流れ、次いで第２の絞り装置６２を通って、第１のエコノマイザー４１からの液体冷媒は蒸発器３０の中に流れる。
【００７４】
第１の絞り装置６１を通った、第１のエコノマイザー気体出口５１から蒸発したフラッシュ蒸気は、必要に応じて第１の気体注入口２または第２の気体注入口９の中に誘導される。
【００７５】
図５および図８に示すように、本多段遠心圧縮機が四段圧縮機であり、かつ１つのみの気体注入口が必要とされる場合、前記多段遠心圧縮機に対応する第１の気体注入口２、第２の気体注入口９および第３の気体注入口１１のうちのいずれか１つを気体注入口として選択することができ、好ましくは、第３の気体注入口１１を気体注入口として選択する。
【００７６】
従って、１つのみのエコノマイザーが本空気調和ユニット内に設けられている。第１の絞り装置６１を通って、凝縮器２０からの液体冷媒は第１のエコノマイザー４１の中に流れ、次いで第２の絞り装置６２を通って、第１のエコノマイザー４１からの液体冷媒は蒸発器３０の中に流れる。
【００７７】
第１の絞り装置６１を通った、第１のエコノマイザー気体出口５１から蒸発したフラッシュ蒸気は、必要に応じて第１の気体注入口２、第２の気体注入口９および第３の気体注入口１１の中のいずれか１つの中に誘導される。
【００７８】
図６および図７に示すように、本多段遠心圧縮機が四段圧縮機であり、かつ２つの気体注入口が必要とされる場合、前記多段遠心圧縮機に対応する第１の気体注入口２、第２の気体注入口９および第３の気体注入口１１のうちのいずれか２つを気体注入口として選択することができ、好ましくは、第２の気体注入口９および第３の気体注入口１１を気体注入口として選択する。
【００７９】
従って、２つのエコノマイザーを本空気調和ユニット内に設ける必要がある。図６に示すように、エコノマイザーは２つの独立した容器であってもよく、あるいは図７に示すように、エコノマイザーを仕切り板８１によって仕切られた１つの独立したエコノマイザーの２つのエコノマイザー部として具体化してもよい。第１の絞り装置６１を通って、凝縮器２０からの液体冷媒は第１のエコノマイザー部４１の中に流れ、次いで第２の絞り装置６２を通って、第１のエコノマイザー部４１からの液体冷媒は第２のエコノマイザー部４２の中に流れ、最後に第３の絞り装置６３を通って、この液体冷媒は蒸発器３０の中に流れる。
【００８０】
第１の絞り装置６１を通った、第１のエコノマイザー気体出口５１から蒸発したフラッシュ蒸気は、必要に応じて第１の気体注入口２の中に誘導され、第２の絞り装置６２を通った、第２のエコノマイザー気体出口５２から蒸発したフラッシュ蒸気は、必要に応じて第２の気体注入口９の中に誘導される。
【００８１】
上記実施形態を変えることにより、本多段遠心圧縮機の段数と気体注入口の数とのいくつかの他の組み合わせを以下のように結論づけることができる。
【００８２】
本多段遠心圧縮機が三段圧縮機であり、かつ２つの気体注入口が必要とされる場合、前記多段遠心圧縮機に対応する第１の気体注入口２および第２の気体注入口９を気体注入口として選択する。
【００８３】
従って、本空気調和ユニット内に２つのエコノマイザーを設ける必要がある。図６に示すように、エコノマイザーは２つの独立した容器であってもよく、あるいは図７に示すように、エコノマイザーを仕切り板８１によって仕切られた１つの独立したエコノマイザーの２つのエコノマイザー部として具体化してもよい。第１の絞り装置６１を通って、凝縮器２０からの液体冷媒は第１のエコノマイザー部４１の中に流れ、次いで第２の絞り装置６２を通って、この液体冷媒は第２のエコノマイザー部４２の中に流れ、最後に、第３の絞り装置６３を通って、この液体冷媒は蒸発器３０の中に流れる。
【００８４】
第１の絞り装置６１を通った、第１のエコノマイザー気体出口５１から蒸発したフラッシュ蒸気は第１の気体注入口２の中に誘導され、第２の絞り装置６２を通った、第２のエコノマイザー気体出口５２から蒸発したフラッシュ蒸気は第２の気体注入口９の中に誘導される。
【００８５】
本多段遠心圧縮機が四段圧縮機であり、かつ３つの気体注入口が必要とされる場合、前記多段遠心圧縮機に対応する第１の気体注入口２、第２の気体注入口９および第３の気体注入口１１を気体注入口として選択する。
【００８６】
従って、本空気調和ユニット内に３つのエコノマイザーを設ける必要がある。エコノマイザーは３つの独立した容器であってもよく、あるいは、エコノマイザーを仕切り板８１によって仕切られた１つの独立したエコノマイザーの３つのエコノマイザー部として具体化してもよい。第１に、第１の絞り装置６１を通って、凝縮器２０からの液体冷媒は第１のエコノマイザー部４１の中に流れ、第２に、第２の絞り装置６２を通って、この液体冷媒は第２のエコノマイザー部４２の中に流れ、第３に、第３の絞り装置６３を通って、この液体冷媒は第３のエコノマイザー部の中に流れ、最後に、第４の絞り装置を通って、この液体冷媒は蒸発器３０の中に流れる。
【００８７】
第１の絞り装置６１を通った、第１のエコノマイザー気体出口５１から蒸発したフラッシュ蒸気は第１の気体注入口２の中に誘導され、第２の絞り装置６２を通った、第２のエコノマイザー気体出口５２から蒸発したフラッシュ蒸気は、第２の気体注入口９の中に誘導され、第３の絞り装置６３を通った、第３のエコノマイザー気体出口から蒸発したフラッシュ蒸気は第３の気体注入口１１の中に誘導される。
【００８８】
結論として、本多段遠心圧縮機の段数が５以上である場合、上記気体注入口の配置方法に従って中間気体注入口を設けて、エネルギーを節約し、かつ効率を高めるという目的を実現してもよい。上記気体注入口の配置方法は、最大九段を有する本多段遠心圧縮機に適用可能であり、たった二段の羽根車を本多段遠心圧縮機に適用する場合であっても、上記気体注入口の配置方法に従って中間気体注入口を設けてもよく、これについてはここでは繰り返し述べない。
【００８９】
上に述べたことは本発明の実施形態の一部であり、それらは具体的かつ詳細であるが、本発明の範囲を限定するものではない。当業者によって理解されるように、本発明の概念から逸脱することなく各種修正および改良をなすことができ、これらの修正および改良は全て本発明の範囲に含まれる。
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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