(57)【要約】本発明は、ポンプ軸（１８，１１８）によって支持されたポンプロータ（１４，１１４）を有するポンプ（１６，１１６）と、タービン軸（２４，１２４）によって支持されたタービンロータ（２０，１２０）を収容するタービン（２２，１２２）とを含む固定ケーシング（１２、１２’；１１２）を有するターボポンプに関する。本発明によれば、ポンプ軸（１８，１１８）はタービン軸（２４，１２４）から分離され、ターボポンプは、ポンプ軸（１８，１１８）とタービン軸（２４，１２４）との間に回転速度差を発生させるための速度変動装置（２６，１２６）を備える。
2020532679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ軸（１８，１１８）によって支持されたポンプロータ（１４，１１４）を備える運動量輸送式ポンプ（１６，１１６）と、タービン軸（２４，１２４）によって支持されたタービンロータ（２０，１２０）を収容するタービン（２２，１２２）とを含む固定ケーシング（１２，１２’；１１２）を備えるターボポンプにおいて、
前記ポンプ軸（１８，１１８）は前記タービン軸（２４，１２４）から分離され、前記ターボポンプは、前記ポンプ軸（１８，１１８）と前記タービン軸（２４，１２４）との間に回転速度差を発生させるための速度変動装置（２６，１２６）を備えることを特徴とするターボポンプ。
【請求項２】
前記ターボポンプは、前記タービン軸（２４，１２４）に対して前記ポンプ軸（１８，１１８）の回転速度を減少させるか、または前記ポンプ軸（１８，１１８）に対して前記タービン軸（２４，１２４）の回転速度を増倍させるための速度変動装置（２６，１２６）を備えることを特徴とする請求項１に記載のターボポンプ。
【請求項３】
前記ポンプ軸（１８）及び前記タービン軸（２４）が互いに実質的に平行であることを特徴とする請求項１または２に記載のターボポンプ。
【請求項４】
前記速度変動装置（２６）が、前記ポンプ軸（１８）によって支持される歯車（３０）と、前記タービン軸（２４）によって支持されるピニオン（３２）とを備えることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに１項に記載のターボポンプ。
【請求項５】
前記ポンプ軸（１１８）及び前記タービン軸（１２４）が互いに実質的に同軸であることを特徴とする請求項１または２に記載のターボポンプ。
【請求項６】
前記速度変動装置が遊星歯車機構（１２８）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のターボポンプ。
【請求項７】
前記遊星歯車機構（１２８）の太陽歯車（１３０）が前記タービン軸（１２４）によって支持されることを特徴とする請求項６に記載のターボポンプ。
【請求項８】
前記遊星歯車機構（１２８）の遊星歯車キャリア（１３４）が、前記ターボポンプの前記ケーシング（１１２）の固定壁（１３５，１５０）によって支持されることを特徴とする請求項６または７に記載のターボポンプ。
【請求項９】
前記遊星歯車機構（１２８）の遊星歯車キャリア（１３４）が、前記ポンプ軸（１１８）によって支持されることを特徴とする請求項６または７に記載のターボポンプ。
【請求項１０】
前記遊星歯車機構（１２８）のクラウン（１３２）が、前記ターボポンプの前記ケーシング（１１２）の固定壁（１３５，１５０）によって支持されることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載のターボポンプ。
【請求項１１】
前記遊星歯車機構（１２８）のクラウン（１３２）が前記ポンプ軸（１１８）によって支持されることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載のターボポンプ。
【請求項１２】
前記ポンプ軸（１８，１１８）によって支持された連結プーリ（３４，１３６）を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のターボポンプ。
【請求項１３】
前記ターボポンプは、前記連結プーリ（３４，１３６）と前記ポンプ軸（１８，１１８）との接続のための制御された連結器（３６，１３８）を備えることを特徴とする請求項１２に記載のターボポンプ。
【請求項１４】
前記ターボポンプは、前記タービン軸（２４，１２４）と連結プーリ（３４，１３６）との間に速度変動装置を備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のターボポンプ。
【請求項１５】
前記ポンプ軸（１８，１１８）を駆動する電動機を備えることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のターボポンプ。
【請求項１６】
閉ループ、特にランキン型またはＯＲＣ（有機ランキンサイクル）型の閉ループへの請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のターボポンプの適用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉回路、特にランキンサイクル型、とりわけ自動車のための運動量輸送式ターボポンプに関する。
運動量輸送式ターボポンプは、ポンプとタービンからなる組立体であると理解される。
【背景技術】
【０００２】
ポンプの特有の特徴によれば、そのロータは、インペラを形成する多数の半径方向のひれ状板を支持し、インペラは、液体状態の流体の回転及び加速を引き起こす効果を有する。ポンプのインペラの回転の効果を介して、流体は軸方向に吸引され、次いで、半径方向に加速され、ターボポンプが通常備えているボリュート(volute)を通して排出される。同一軸上のポンプに接続されるタービンは、蒸気状態の流体の圧力を運動エネルギーに変換することを意図したディフューザと呼ばれる固定ベーン組立体を含む固定子部分で構成されている。この運動エネルギーは、その後、タービンの回転子部分の可動ベーン組立体を介して機械的エネルギーに変換される。タービンのベーンは、排出される流体の膨張を可能にする半径方向のひれ状板からなる。
広く知られているように、ランキン(Rankine)サイクルは、外部熱源からの熱が作動流体を収容する閉ループに伝達される熱力学サイクルである。サイクル中、作動流体は相変化（液体／蒸気）を受ける。
この種のサイクルは、一般に、液体形態で使用される作動流体が等エントロピー的に圧縮される段階と、次いで、この圧縮された液体流体が熱源との接触により加熱されて気化する段階とに分解される。
次いで別の段階において、この蒸気を膨張装置において膨張させ、次いで、最終段階において、冷源との接触により、この膨張した蒸気を冷却させて凝縮させる。
【０００３】
これらの種々の段階を実施するために、ループは、液体形態の流体を循環させ圧縮するための少なくとも１つのポンプと、圧縮された流体の少なくとも部分的な気化のための高温流体によって掃引される熱交換蒸発器と、この蒸気のエネルギーを機械的または電気的エネルギーのような別のエネルギーに変換するタービンのような、この蒸気を膨張させるための膨張装置と、熱交換凝縮器と、を備える。この蒸気を液体形態の流体に変換するため、熱交換凝縮器によって、蒸気に含まれる熱は、一般的には外気または冷却水回路であってこの凝縮器を掃引する冷源に移される。
【０００４】
この種類の回路では、使用される流体は一般に水であるが、他の種類の流体、例えば、有機流体または有機流体混合物を使用することもできる。このサイクルを有機ランキンサイクル（ＯＲＣ；Organic Rankine Cycle）と呼ぶ。
【０００５】
例として、作動流体は、ブタン、エタノール、ハイドロフルオロカーボン、アンモニア、二酸化炭素などであり得る。
【０００６】
周知のように、圧縮流体の気化を行うための高温流体は、（燃焼エンジン、工業プロセス、炉などからの）液体冷却媒体、燃焼から生じる高温ガス（工業プロセスやボイラーからの排ガス、燃焼エンジンまたはタービンからの排気ガスなど）、太陽熱集熱器または地熱源からの熱流束などの種々の高温源からもたらされることができる。
【０００７】
一般に、そして、より詳しく文献ＷＯ  ２０１３／０４６８８５（特許文献１）に記載されているように、ポンプとタービンとを組み合わせて一体のものとして形成し、かくして小型ターボポンプを形成する。
ポンプとタービンに共通するこのターボポンプの軸は、異なる方法で回転駆動することができる。
フランス特許出願公開第３００２２７９号明細書（特許文献２）に記載されているように、軸は、内燃機関のクランクシャフト上に設けられたプーリとこの軸上に配置された別の連結プーリとに架け渡されたベルトによって、制御された連結器によって制御されながら、内燃機関のクランクシャフトと連結される。
【０００８】
米国特許出願公開第２０１５／００６４０３９号明細書（特許文献３）は、ポンプ軸とタービン軸とが別体であるターボポンプを開示している。このターボポンプでは、タービンの回転方向を変えるために、ギヤ列のような機械的装置が、２つの軸の間に設けられている。
この装置は、ランキンサイクル動作配置のために、このターボポンプが備えているポンプに関連付けられている間はタービンとして動作するように、第１の回転方向でタービンを回転させ、また、空調回路動作配置のために、ターボポンプのポンプから切り離されている間はポンプとしてこのタービンが動作するように、逆の回転方向でタービンを回転させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０４６８８５号
【特許文献２】仏国特許出願公開第３００２２７９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１５／００６４０３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来技術のこれら全てのターボポンプは、タービンがポンプと同じ回転速度で作動するという意味で、重要ではないとは言えない問題点を含んでいる。したがって、タービン速度は、最適回転速度に関して低いことがあり、これは、その性能を低下させる可能性がある。
【００１１】
本発明は、タービンが燃焼機関よりも著しく高い回転速度を有することを可能にし、その一方でポンプの回転速度はタービンの回転速度よりも低いターボポンプを提供する。
この適度な速度を用いることでポンプ効率が向上し、高速化によりタービン効率が向上する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって本発明は、ポンプ軸によって支持されたポンプロータを備える運動量輸送式ポンプと、タービン軸によって支持されたタービンロータを収容するタービンとを含む固定ケーシングを備えるターボポンプに関する。ポンプ軸は、タービン軸から分離され、前記ターボポンプは、ポンプ軸とタービン軸との間に回転速度差を発生させるための速度変動装置を備える。
【００１３】
本発明の一実施態様によれば、前記ターボポンプは、タービン軸に対してポンプ軸の回転速度を減少させるか、またはポンプ軸に対してタービン軸の回転速度を増倍させるための速度変動装置を備える。
【００１４】
有利には、ポンプ軸及びタービン軸は、互いに実質的に平行である。
一態様によれば、速度変動装置は、ポンプ軸によって支持される歯車と、タービン軸によって支持されるピニオンとを備える。
一実現例によれば、ポンプ及びタービン軸は、互いに実質的に同軸である。
特徴によれば、速度変動装置は遊星歯車機構を含む。
有利には、遊星歯車機構の太陽歯車は、タービン軸によって支持される。
有利には、遊星歯車機構の遊星歯車キャリヤは、ターボポンプのケーシングの固定壁によって支持される。
あるいは、遊星歯車機構の遊星歯車キャリヤは、ポンプ軸によって支持される。
一実施態様によると、遊星歯車機構のクラウンは、ターボポンプのケーシングの固定壁によって支持される。
あるいは、遊星歯車機構のクラウンは、ポンプ軸によって支持される。
一実現例によれば、ポンプ軸によって支持される連結プーリを備える。
特徴によれば、ターボポンプは、連結プーリとポンプ軸との接続のための制御された連結器を備える。
一態様によれば、ターボポンプは、タービン軸と連結プーリとの間に速度変動装置を備える。
有利には、ポンプ軸を駆動する電動機を備える。
【００１５】
さらに、本発明は、閉ループ、とりわけランキン型またはＯＲＣ（有機ランキンサイクル）型の閉ループへの上記特徴の１つに基づくターボポンプの適用に関する。
【００１６】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して、非限定的な例として与えられる以下の説明を読むことから明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明によるターボポンプの実施形態の断面図である。
【図２】図２は、本発明によるターボポンプの別の実施形態の断面図である。
【図３】図２の異なる変形例の断面図である。
【図４】図２の異なる変形例の断面図である。
【図５】図２の異なる変形例の断面図である。
【図６】図２の異なる変形例の断面図である。
【図７】図２の異なる変形例の断面図である。
【図８】図２の異なる変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、閉ループ用、特にランキンサイクル型用、とりわけ自動車用のターボポンプ１０を示す。
【００１９】
ここでは運動量輸送式ターボポンプであるターボポンプ１０は、ポンプ軸１８によって支持されてポンプと呼ばれる、流体１６を循環させ圧縮することを意図した手段の回転部１４（またはロータ）を収容する固定ケーシング１２と、タービン軸２４によって支持されてタービンと呼ばれる、圧縮流体２２を膨張させることを意図した手段の回転部２０（またはロータ）を収容する別の固定ケーシング１２’とを備える。
図１の例では、ターボポンプの特定の特徴によれば、２本の軸１８，２４は互いに分離されており、それらは互いに平行になって互いに上下方向に配置されている。
図１から詳しく分かるように、２本の軸は互いに分離（または区別）されており、それらは、ポンプ軸とタービン軸との間に回転速度差を発生させることを可能にする速度変動装置２６によって互いに接続されている。
より具体的には、速度変動装置の目的は、明細書において以下に詳細に説明するように、ポンプ軸が回転速度パルスを与える場合に、ポンプ軸とタービン軸との間の回転速度を増加させること、またはタービン軸が回転速度を発生させる場合に、タービンとポンプとの間の回転速度を低下させることである。
【００２０】
速度変動装置は、ポンプ軸１８によって支持される大径の歯車３０を備えた歯車列２８を備え、歯車３０は、タービン軸２４によって支持される、歯車よりも小さな直径のピニオン３２と協働する。有利なことに、歯車とピニオンとは同一の垂直面内に配置される。
歯車とピニオンとの間の直径差は、かくして２つの軸の間のギヤ比を達成することを可能にし、このギヤ比は、本発明の文脈内において、好ましくは２と６との間の範囲にある。
したがって、２本の軸１８，２４の間の所望のギヤ比を得るために、歯車及びピニオンの直径は、これらの比を達成するために、まさにパラメータ化される必要がある。
【００２１】
またこのターボポンプは、ここでは電磁型のクラッチである制御された連結器３６を介してポンプ軸１８に回転接続された連結プーリ３４を備えている。
このプーリは、チェーンまたは締結ベルト３８のようなそれ自体が閉じたバンドによって回転制御される。
有利なことにこのバンドは、内燃機関（図示せず）のクランク軸に回転接続されるクランク軸プーリに接続される。
【００２２】
変形例は、ターボポンプ発電機を形成するように、機械的リンク（プーリ及び電磁クラッチ）を発電機に置き換えることで構成される。
【００２３】
上記のようなターボポンプは、石油、航空、自動車分野などの、数多くの分野で使用することができる。
【００２４】
このターボポンプの適用例は、閉ループ、特に図１に例示されているようなランキンサイクル型の閉ループ４０においてより具体的に見出される。
【００２５】
この閉じたランキンサイクルループは、有利にはＯＲＣ（有機ランキンサイクル）型であり、ブタン、エタノール、ハイドロフルオロカーボンのような有機作動流体または有機流体混合物を使用する。
【００２６】
閉ループは、アンモニア、水、二酸化炭素などの流体を用いて動作できることも理解される。
【００２７】
したがって、ポンプ１６の出口４２は、蒸発器と呼ばれる熱交換器４６の入口４４に接続され、ポンプによって圧縮された作動流体は蒸発器を流れ、蒸発器によって作動流体が圧縮蒸気の形でこの蒸発器の出口４８に到達する。
この蒸発器は、液体または気体の形態の熱源５０によっても横断され、その熱を作動流体に与えることができる。この高温源は、流体の気化を可能にする。高温源は、燃焼機関や工業プロセス、炉からの冷却媒体、燃焼から生じる高温ガス（燃焼機関からの排気ガス、工業プロセス、ボイラーまたはタービンからの排ガスなど）、太陽熱集熱器または地熱源からの熱流束などの種々の高温源から生じるものであることができる。
蒸発器出口は、高圧圧縮蒸気の形態の作動流体を受け入れるようにタービン２２の入口５２に接続されており、この流体は、低圧膨張蒸気の形態でこのタービンの出口５４を通ってタービンを出る。
タービンの出口は、冷却熱交換器５８、すなわち凝縮器の入口５６に接続されている。凝縮器は、低圧液体流体をポンプの入口に供給するために、受け取る低圧膨張蒸気を低圧液体流体に変換することを可能にする。この凝縮器は、膨張した蒸気が凝縮し液体になるようにその蒸気を冷却するために、一般に周囲の空気または冷却水の流れである冷源によって掃引される。
【００２８】
もちろん、ループの種々の要素は、それらを連続的に接続することを可能にする流体循環ラインによって互いに接続される。
【００２９】
したがって、閉ループの作動時及び開始段階の間、内燃機関は作動可能であり、ターボポンプのポンプ１６は始動を必要とする。したがって、軸１８は、クラッチ３６によってターボポンプの連結プーリ３４に連結される。次いで、クランク軸の回転運動は、連結ベルト３８を介して連結プーリ３４に伝達される。次いで、この回転運動は、ポンプ軸３８及びポンプロータに再伝達される。
回転運動発生要素であるポンプ軸のこの回転運動の間、歯車３０はピニオン３２と噛み合う。歯車とピニオンとの間の直径差から生じるギア比を考慮すると、タービン軸２４はポンプ軸よりも大きな速度で回転し、したがって、タービンはポンプよりも大きな速度で回転する。
したがって、速度変動装置２６は、ポンプとタービンとの間の速度増倍機能を果たす。
【００３０】
この始動段階の後、タービンは、ポンプによって消費されるよりも多くのパワーを生成し、したがってこのタービンは、ポンプによる損失に対する回転運動発生要素となる。
【００３１】
内燃機関は依然として作動可能であり、軸１８はクラッチ３６によってターボポンプのプーリ３４に接続されている。
タービン２２によって発生したパワーは、そのパワーを歯車３０に伝達するピニオン３２に伝達され、次いでターボポンプのプーリ３４に伝達される。プーリ３４のパワーは、引き続いて、ベルト３８によって、クランク軸に対してしたがって内燃機関に対してパワー増加を与えるクランク軸プーリに伝達される。これにより、エンジンから必要とされる仕事を支援することができ、したがってエンジンの燃料消費を低減することができる。
この構成では、速度変動装置２６は、タービン軸とポンプ軸との間の減速装置として作用する。
実際、開始段階とは逆に、回転運動はピニオンから歯車に伝達される。ギア比を考慮すると、歯車、したがってポンプは、タービン軸のピニオンよりも遅い速度で回転する。したがってタービンは、エンジン及びポンプよりもはるかに高い回転速度を有することができ、これはタービン効率にとって好都合である。
【００３２】
図２は、本発明によるターボポンプの別の実施形態を示す図である。
【００３３】
ここでも運動量輸送式ターボポンプでもあるターボポンプ１１０は、ポンプ軸１１８によって支持されたポンプ１１６のロータ１１４と、タービン軸１２４によって支持されたタービン１２２のロータ１２０とを収容する固定ケーシング１１２を備える。
図２の例では、ポンプの軸とタービンの軸は、互いに分離されているが、互いに一列に並んでいる、好ましくは同軸で並んでいる。
有利には、ポンプ軸１１８は、タービン軸１２４を介して同軸に通っており、タービンを越えて出てくる。したがって、タービン軸１２４は中空である。
【００３４】
図１の例のように、２本の軸は、速度変動装置１２６によって互いに接続されている。
【００３５】
この装置もポンプ軸とタービン軸との間に回転速度差を発生させることができる。
図１に記載された例と同様に速度変動装置の目的は、明細書の残りの部分で詳細に記載されているように、ポンプ軸が回転速度パルスを与えるときにはポンプ軸とタービン軸との間の回転速度を増加させること、またタービン軸が回転速度を発生するときにはタービンとポンプとの間の回転速度を減少させることである。
この速度変動装置は、太陽歯車１３０がタービンの中空軸１２４によって支持される遊星歯車機構１２８を含み、そのクラウン１３２はポンプ軸１１８によって支持され、その遊星歯車キャリア１３４はケーシング１１２の垂直壁１３５によって支持される。
このターボポンプは、チェーンまたは連結ベルト１４０のようなそれ自体が閉じたバンドによって回転制御される電磁クラッチ型の制御された連結器１３８を介してポンプ軸１１８に回転接続された連結プーリ１３６も備えている。
このバンドは、有利なことに、内燃機関（図示せず）のクランク軸に回転連結されるクランク軸プーリに接続される。
【００３６】
図１の例のように、このターボポンプの適用例は、閉ループ、とりわけランキンサイクル型の閉ループにおいて、より具体的に見出される。
したがって、ポンプ１１６の出口１４２は、ポンプによって圧縮された作動流体が流れる蒸発器の入口に接続され、蒸発器の出口は、タービン１２２の入口１４４に接続される。タービン１２２の入口１４４を通って高圧圧縮蒸気の形態の作動流体が供給され、この流体は、低圧膨張蒸気の形態で出口１４６を通ってタービンから出る。
タービン出口は、凝縮器の入口に接続されており、凝縮器は、低圧液体流体をポンプの入口１４８に供給するように、受け取った低圧膨張蒸気を低圧液体流体に変換することができる。
【００３７】
このターボポンプの動作は、図１のターボポンプと同様である。
【００３８】
したがって、閉ループの開始段階の間、内燃機関は作動可能であり、ターボポンプのポンプ１１６は始動を必要とする。したがって軸１１８は、クラッチ１３８によってターボポンプの連結プーリ１３６に連結される。次いでクランク軸の回転運動は、連結ベルト１４０を介して連結プーリに伝達される。次いでこの回転運動は、ポンプ軸及びポンプロータ、並びに遊星歯車機構１２８のクラウン１３２に再伝達される。
回転運動発生要素であるクラウンの回転運動中に、このクラウンは、固定された遊星歯車キャリアと噛み合う。この遊星歯車キャリヤの遊星歯車の回転運動は、太陽歯車１３０に伝達され、次いでタービン軸に伝達される。
この構成では、遊星歯車機構は、クラウンに対して太陽歯車速度を増加させることを可能にするギア比を有する。したがってタービンは、ポンプよりも大きな速度で回転する。
したがって遊星歯車機構１２８は、クラウン、遊星歯車キャリヤ及び太陽歯車の間の回転速度伝達機構を備えれタービンに対する第１の速度増倍比を有する、ポンプとタービンとの間の速度増倍器の機能を果たす。
この始動段階の後、タービンは、ポンプによって消費されるよりも多くのパワーを生成し、したがってこのタービンは、ポンプによる損失に対する回転運動発生要素となる。
内燃機関は依然として作動可能であり、軸１１８は、クラッチ１３８によってターボポンプのプーリ１３６に接続されている。
タービン１２２によって生成されたパワーは太陽歯車１３０に伝達され、太陽歯車１３０は、遊星歯車キャリヤ１３４を介してクラウン１３２にパワーを伝達する。クラウンのパワーは、タービン軸及びターボポンプのプーリ１３６に伝達される。
次いで、プーリのパワーは、ベルト１４０によって、クランク軸に対してしたがって内燃機関に対してパワー増加を与えるクランク軸プーリに伝達される。
この構成では、速度変動装置１２６は、太陽歯車、遊星歯車キャリヤ及びクラウンの間の回転伝達を伴って、ポンプに対する第１の減速比を有する、タービン軸とポンプ軸との間の減速器として作用する。この構成の利点は、タービン効率に好都合な、エンジン及びポンプよりもはるかに高い回転速度をタービンが有することを可能にすることである。
【００３９】
図３の変形例は、図２と同じ要素を含むが、特定構成の遊星歯車機構１２８を有する。
この構成では、太陽歯車１３０はタービンの中空軸１２４によって支持され、クラウン１３２はケーシング１１２の垂直壁１３５によって支持され、遊星歯車キャリア１３４はポンプ軸１１８によって支持される。
この遊星歯車機構の構成の動作は、遊星歯車キャリア、クラウン及び太陽歯車の間の回転速度伝達に応じてポンプとタービンとの間の速度増倍機能を有する図２のものと同様であり、タービンのための第２の速度増倍比を有する。
【００４０】
図４の変形例もまた、図２または図３と同じ要素を備えるが、タービンとポンプとの間に収容される、遊星歯車機構１２８の特定の配置を備える。
この変形例では、遊星歯車機構は、タービンの中空軸１２４によって支持された太陽歯車１３０と、ポンプ軸１１８によって支持されたクラウン１３２と、ケーシング１１２の垂直壁１３５によって支持された遊星歯車キャリア１３４とを備える、図２と同じ配置を有する。
この遊星歯車機構の構成の動作は、遊星歯車キャリア、クラウン及び太陽歯車の間の回転速度伝達を有する、タービンのための第１の速度増倍比でのポンプとタービンの間の速度増倍機能と、太陽歯車、遊星歯車キャリア及びクラウンの間での第１の速度減少比を有するタービンとポンプの間の速度減少機能とを備える、図２のものと同一である。
この変形例の主な利点は、ポンプとタービンとの間の距離にあり、この距離は、タービンの高温部分とポンプの高温部分との間の熱交換を制限することができ、その結果、効率が向上する。
【００４１】
図５の変形例でも、遊星歯車機構は、図４の変形例のようにパイプとタービンとの間に配置されるが、遊星歯車機構１２８の特定の配置を有する。
この構成では、太陽歯車１３０はタービンの中空軸１２４によって支持され、クラウン１３２はケーシング１１２の垂直壁１３５によって支持され、遊星歯車キャリア１３４はポンプ軸１１８によって支持される。
この遊星歯車機構の構成の動作は、遊星歯車キャリア、クラウン及び太陽歯車の間の回転速度伝達に応じてポンプとタービンとの間の速度増倍機能を有する図４のものに類似しており、タービンのための第２の速度増倍比を有する。
【００４２】
図６の変形例は、タービンの入口１４４が遊星歯車機構１２８の側にあり、出口１４６がポンプ１１６の側にある、反転されたタービン１２２の配置においてのみ、図２と異なる。この変形例の実施形態は、大きなタービン直径と遊星歯車機構とを並置することを可能にし、したがって、よりコンパクトな設計を提供する。
この構成の動作は、遊星歯車キャリヤ、クラウン及び太陽歯車の間の回転速度伝達によるタービンのための第１の速度増倍比を有するポンプとタービンの間の速度増倍機能と、太陽歯車、遊星歯車キャリヤ及びクラウンの間の第１の減速比を有するタービンとポンプの間の速度減少機能とを備える、図２のものと同一である。
【００４３】
図７の変形例でも、遊星歯車機構１２８がポンプ１１６とタービン１２２との間に配置される。この変形例では、ポンプ１１６は、歯車機構１２８と連結プーリ１３６の間に収容され、一方、タービンは、この歯車機構の下に配置される。
図７の例では、ポンプ軸１１８及びタービン軸１２４は互いに分離されているが、同軸であって相互に一列に並んでいる。遊星歯車機構１２８は、ポンプ軸１１８によって支持されたクラウン１３２と、タービン軸１２４によって支持された太陽歯車１３０と、ケーシング１１２の固定壁１５０によって支持された遊星歯車キャリア１３４とを有して、これら２つの軸の間に取り付けられている。
【００４４】
図８の変形例は、クラウン１３２がケーシング１１２の固定壁１５０によって支持され、太陽歯車１３０がタービン軸１２４によって支持され、遊星歯車キャリア１３４がポンプ軸１１８によって支持される点で図７と異なる。
図７のこの変形例も、遊星歯車キャリヤ、クラウン及び太陽歯車の間の回転速度伝達によるタービンのための第２の速度増倍比を有するポンプとタービンの間の速度増倍機能と、太陽歯車、遊星歯車キャリヤ及びクラウンの間の第１の速度減少比を有するタービンとポンプの間の速度減少機能とを達成することを可能にする。
【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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