特表 2024-504832 互いに逆の回転方向に回転するように配置されたブレードの列を有する多段コンプレッサアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-01

(54)【発明の名称】互いに逆の回転方向に回転するように配置されたブレードの列を有する多段コンプレッサアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F04D 25/16 20060101AFI20240125BHJP

   F04D 29/62 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

F04D25/16

F04D29/62 B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023546296

(86)(22)【出願日】2022-02-03

(85)【翻訳文提出日】2023-09-27

(86)【国際出願番号】 US2022015082

(87)【国際公開番号】W WO2022169951

(87)【国際公開日】2022-08-11

(31)【優先権主張番号】63/146,231

(32)【優先日】2021-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521001582

【氏名又は名称】シーメンス エナジー グローバル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＳＩＥＭＥＮＳ ＥＮＥＲＧＹ ＧＬＯＢＡＬ ＧＭＢＨ ＆ ＣＯ． ＫＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110003317

【氏名又は名称】弁理士法人山口・竹本知的財産事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075166

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 巖

(74)【代理人】

【識別番号】100133167

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100169627

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 美奈

(72)【発明者】

【氏名】マイヤー，ウィリアム シー．

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA12

3H130AB27

3H130AB42

3H130AB66

3H130AB68

3H130AC01

3H130BA97Z

3H130CA02

3H130CA06

3H130DA00X

3H130DD01X

3H130DE08X

3H130EA01D

3H130EB05Z

(57)【要約】

多段コンプレッサアセンブリが開示されている。コンプレッサアセンブリの各ステージは、互いに逆方向に回転するように配置されたブレードの列を有し、これは、中程度のブレード先端速度でコンパクトな設置面積で、比較的高い特定の仕事、および高い流量容量を生み出すのに効果的である。一つの非限定的な用途において、コンプレッサアセンブリは、水素のような低分子量と密度を有するガスを圧縮するために利用することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンプレッサアセンブリであって、
回転可能なブレードの第１の列と回転可能なブレードの第２の列を含む第１の圧縮ステージと、
回転可能なブレードの第１の列と回転可能なブレードの第２の列を含む第２の圧縮ステージと、
前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの第１の列を前記第２の圧縮ステージの回転可能なブレードの第１の列に回転可能に連結するように接続された第１のギアボックスと、
前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第２の列を前記第２の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第２の列に回転可能に連結するように接続された第２のギアボックスと、
回転動力源と、
前記第１のギアボックスと前記第２のギアボックスのうちの少なくとも一方に回転動力を加えるために前記回転動力源と結合するように配置されたシャフトアセンブリと、を備え、
前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第１の列および前記第２の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第１の列は、第１の方向に回転するように配置され、
前記第１の圧縮ステージのブレードの前記第２の列および前記第２の圧縮ステージのブレードの前記第２の列は、前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転するように配置される
ことを特徴とするコンプレッサアセンブリ。

【請求項2】

前記回転動力源は、第１の回転動力源と第２の回転動力源とを含む、請求項１に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項3】

前記シャフトアセンブリは、前記第１の回転動力源を前記第１のギアボックスに結合するための第１のロータシャフトを含み、前記シャフトアセンブリは、前記第２の回転動力源を前記第２のギアボックスに結合するための第２のロータシャフトをさらに含む、請求項２に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項4】

前記回転動力源は、前記ギアボックスのそれぞれ１つに結合された単一の回転動力源を含む、請求項１に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項5】

前記シャフトアセンブリは、前記単一の回転動力源を前記ギアボックスの前記それぞれの１つに結合するための第１のロータシャフトを含む、請求項４に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項6】

前記ギアボックスの前記それぞれ１つと、前記ギアボックスの他の１つとの間に接続された回転反転ギアをさらに含む、請求項５に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項7】

前記シャフトアセンブリは、前記回転反転ギアを前記ギアボックスの前記他の１つに結合するための第２のロータシャフトを含む、請求項６に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項8】

前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第１の列は、半径方向内向きの列セグメントと半径方向外向きの列セグメントとによって形成され、前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第２の列は、半径方向内向きのセグメントと半径方向外向きのセグメントとを含み、回転可能なブレードの前記第１の列の前記半径方向内向きの列セグメントは、回転可能なブレードの前記第２の列の前記半径方向内向きの列セグメントに流体的に結合され、前記半径方向内向きの列セグメントは、前記第１の圧縮ステージの入口として機能する、請求項１に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項9】

回転可能なブレードの前記第１の列の前記半径方向外向きの列セグメントが、回転可能なブレードの前記第２の列の前記半径方向外向きの列セグメントに流体的に結合され、前記半径方向外向きの列セグメントは、前記第１の圧縮ステージの出口として機能する、請求項８に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項10】

前記半径方向内側の列セグメントを前記半径方向外側の列セグメントに流体的に結合するように配置されたディフューザをさらに含む、請求項８に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項11】

前記第1の圧縮ステージは、前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第１の列と共通のシャフトに取り付けられ、前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第１の列に対して上流側に配置された回転可能なブレードの第３の列をさらに備える、請求項１に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項12】

前記第１の圧縮ステージは、前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第２の列と共通のシャフトに取り付けられ、前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第２の列に対して下流側に配置された回転可能なブレードの第４の列を備える、請求項１１に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項13】

回転可能なブレードの前記第３の列を前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第１の列に流体的に結合するように配置された第１のディフューザをさらに備える、請求項１２に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項14】

回転可能なブレードの前記第４の列を前記第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの前記第２の列に流体的に結合するように配置された第２のディフューザをさらに備える、請求項１３に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項15】

前記圧縮ステージそれぞれの、回転可能なブレードの前記第１の列のブレードおよび回転可能なブレードの前記第２の列の前記ブレードの各々が、低反応プロファイルを有する、請求項１に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項16】

前記コンプレッサアセンブリによって処理されるプロセス流体が、水素流体および水素リッチ流体混合物のうちの１つである、請求項１に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項17】

４段から１６段の圧縮ステージを有する、請求項１６に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項18】

４段から８段の圧縮ステージを有する、請求項１７に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項19】

前記プロセス流体のボリュームフローが８ｍ^３／ｓから３０ｍ^３／ｓの範囲である、請求項１６に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項20】

前記第１の圧縮ステージと前記第２の圧縮ステージのそれぞれの圧縮ステージは、１．１から１．５の範囲の圧力比を有する、請求項１６に記載のコンプレッサアセンブリ。

【請求項21】

前記第１および前記第２の列の回転可能なブレードのブレード先端速度は、前記圧力比１．５において３７０ｍ／秒以下である、請求項２０に記載のコンプレッサアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、流体の圧縮に関し、より具体的には、互いに逆の回転方向に回転するように配置されたブレード列を有する多段コンプレッサアセンブリに関し、より具体的には、１つの非限定的な用途において、水素などの低分子量および密度を有する気体を効率的に圧縮するために利用できるコンプレッサアセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、多くの国や産業界では、水素は将来の持続可能なエネルギーインフラにとって重要な要素のひとつであると考えられている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

水素持続可能な経済の成長と確立には、現在の水素ガスの圧縮能力に関わる技術的な課題を解決する必要がある。

【図面の簡単な説明】

【0004】

任意の特定の要素や行為の議論を容易に特定するために、参照番号の最上位の桁または数字は、その要素が最初に登場する図番号を指す。

【図1】図１は、開示されたコンプレッサアセンブリの１つの例示的な実施形態の等角図であり、それぞれが複数のピニオンを有するそれぞれのギアボックスを駆動する二重回転動力源を含み、このギアボックスが、例えばギアボックスのそれぞれの面に配置されたコンプレッサアセンブリの複数の圧縮ステージを駆動する。

【図2】図２は、コンプレッサアセンブリの複数の圧縮ステージのそれぞれの圧縮ステージにおける、回転可能なブレードの第１の列と回転可能なブレードの第２の列の一実施形態を断片的に示す断面等角図であり、ブレードの列のそれぞれは、互いに逆の回転方向に回転するように配置されている。

【図3】図３は、コンプレッサアセンブリ内の複数の圧縮ステージを駆動するために、別のそのようなギアボックスと組み合わせて使用することができるギアボックスの一実施形態の概念的詳細を示す、概略図である。

【図4】図４は、単一の回転動力源を含む、開示されたコンプレッサアセンブリの別の実施形態の等角図である。

【図5】図５は、単一の回転動力源を含むコンプレッサアセンブリで使用され得るような回転反転ギアに接続されたギアボックスを含む別の実施形態の概念的詳細を示す概略図である。

【図6】図６は、互いに逆の回転方向に回転するように配置された、回転可能なブレードの第１の列及び回転可能なブレードの第２の列を断片的に示す断面図であり、回転可能なブレードの列の各々は、それぞれの半径方向に積み重ねられた列セグメントを有し、さらに、半径方向に積み重ねられた列セグメントの周りを流れるプロセス流体の流路例を示す。

【図7】図７は、それぞれの第１および第２のシャフト上で互いに逆の回転方向に回転するように配置された回転可能なブレードの第１の列と、回転可能なブレードの第２の列を断片的に示しており、回転可能なブレードの第１の列は、回転可能なブレードのさらなる列から下流に配置され、それぞれ第１のシャフトに取り付けられており、回転可能なブレードの第２の列は、回転可能なブレードの追加の列に対して上流に配置され、それぞれ第２のシャフトに取り付けられている。

【図8】図８は、開示されたコンプレッサアセンブリのさらに別の実施形態の等角図であり、例えば、それぞれのギアボックスのそれぞれの対向面に配置されたそれぞれの追加の回転可能なブレード列を含む。

【発明を実施するための形態】

【0005】

開示された実施形態を詳細に説明する前に、開示された概念は、その適用において、本明細書に記載され、または以下の図面に図示された構造の詳細および構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。開示された概念は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施または実施されることが可能である。また、本明細書で使用される言い回しや用語は、説明のためのものであり、限定的なものとみなされるべきではないことを理解されたい。

【0006】

次に、システムおよび方法に関連する様々な技術を、図面を参照して説明するが、ここで、同様の参照数字は、全体を通して同様の要素を表す。 後述する図面、および本特許文献において本開示の原理を説明するために使用される様々な実施形態は、例示のためのものであり、本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではない。当業者であれば、本開示の原理は、任意の適切に配置された装置において実施され得ることを理解するであろう。特定のシステム要素によって実行されると説明されている機能は、複数の要素によって実行される場合があることを理解されたい。同様に、例えば、ある要素が複数の要素によって実行される、と説明される機能を実行するように構成されることもある。本出願の多数の革新的な教示を、例示的な非限定的実施形態を参照して説明する。

【0007】

本明細書で使用される語句は、いくつかの例で明示的に限定されない限り、広く解釈されるべきであることを理解すべきである。例えば、用語「含む」、「有する」、及び「からなる」、並びにそれらの派生語は、制限なく包含することを意味する。単数形の「a」、「an」および「the」は、文脈上明らかにそうでないことが示されない限り、複数形も含むことを意図している。さらに、本明細書で使用される用語「および／または」は、関連する列挙された項目の１つまたは複数のあらゆる可能な組み合わせを指し、包含する。「または」という用語は、文脈上そうでないことが明らかに示されていない限り、包括的であり、かつ／または、を意味する。「に関連する」および「と関連する」という語句、ならびにその派生語は、例えば、含む、内部に含まれる、相互接続する、含む、内部に含まれる、に接続する又はと接続する、に結合する又はと結合する、通信可能である、協働する、相互接続する、並置する、近接する、結合する、有する、特性を有する、などを意味する場合がある。

【0008】

さらに、複数の実施形態または構造が本明細書に記載され得るが、１つの実施形態に関して記載される任意の特徴、方法、ステップ、構成要素などは、反対の特定の記載がない限り、他の実施形態にも等しく適用される。

【0009】

また、本明細書では、「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語が、様々な要素、情報、機能、または行為を指すために使用されることがあるが、これらの要素、情報、機能、または行為は、これらの用語によって限定されるべきではない。むしろ、これらの数字の形容詞は、異なる要素、情報、機能、または行為を互いに区別するために使用される。例えば、第１の要素、情報、機能、または行為は、第２の要素、情報、機能、または行為と呼ぶことができ、同様に、第２の要素、情報、機能、または行為は、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の要素、情報、機能、または行為と呼ぶことができる。

【0010】

加えて、「隣接する」という用語は、文脈上明らかにそうでないことが示されない限り、要素がさらなる要素に比較的近接しているが接触していないこと、または要素がさらなる部分に接触していることを意味する場合がある。さらに、「～に基づく」という表現は、明示的に別段の記載がない限り、「少なくとも部分的に～に基づく」という意味を意図している。「約」または「実質的に」などの用語は、その寸法に関する通常の業界製造公差内にある値のばらつきをカバーすることを意図している。業界標準が入手できない場合、特に断りのない限り、２０%の変動はこれらの用語の意味内に入る。

【0011】

本発明者は、様々な産業分野において、比較的高い特定の仕事を生み出すことができるコンプレッサの必要性を認識している。即ち、コスト効率の良い方法で、コンパクトな設置面積を有するコンプレッサは、処理される処理流体の単位質量当たり、回転シャフトと処理流体との間で交換される特定の仕事を効率的に改善する。
非限定的な用途の１つは、水素または水素リッチ流体混合物のような低分子量および密度を有する気体を圧縮して、低炭素エネルギー経済において使用または分配することである。開示された実施形態は、互いに逆の回転方向に回転するように配置された２列の回転可能なブレードを利用して、関係するブレード材料の構造的制限を条件とする、１ステージ当たりのより大きな特定の仕事を提供する。
すなわち、開示された実施形態では、適度なブレード先端速度で比較的高い圧力比および高い流体容量を提供することに役立つ。そのため、そうでなければ高いブレード先端速度に耐えるために必要とされる比較的コストのかかる金属または金属合金を利用する必要がない。
一例として、開示された実施形態の各圧縮ステージにおいて、低分子量ガスを含む用途において通常１．０５未満の圧力比を生じる公知の多段遠心コンプレッサと比較して、１．１から１．５までの範囲の圧力比を実現することができる。開示された実施形態は、８ｍ^３／ｓから３０ｍ^３／ｓの範囲のボリュームフローを伴う用途において容易に適用できることが期待される。一例として、開示された実施形態では、３７０ｍ／ｓ以下のブレード先端速度で１．５の圧力比を生成することができる。

【0012】

図１は、開示されたコンプレッサアセンブリ１００の一実施例の等角図であり、回転動力源は、それぞれの電気モータまたはそれぞれのターボマシンを含むような、別個の二重回転動力源１０２、１０４を備える。この例では、各動力源は、それぞれのギアボックス１０６、１０８を駆動するように接続されている。各ギアボックスは、複数のピニオン１１０（例えば、ピニオンギア）を有し、これらのピニオン１１０は、順に、コンプレッサアセンブリ１００の複数の圧縮ステージ１１２の回転可能なブレードを駆動する。図１における煩雑な視覚的散乱を低減するために、圧縮ステージ間の相互接続配管は図示されていない。
さらに、図１に示された特定の数（例えば、４つ）のピニオンおよび関連する圧縮ステージの数は、この数が所与の用途の必要性に基づいて調整され得るので、例として解釈されるべきであり、限定として解釈されるべきではないことに留意されたい。

【0013】

実用的な実施形態において実施され得る圧縮ステージの例示的な範囲は、４つの圧縮ステージから１６の圧縮ステージまでであってもよく、または４つの圧縮ステージから８つの圧縮ステージまでであってもよい。
図１において理解され得るように、一例として、圧縮ステージ１１２は、ギアボックス１０６、１０８の互いに対向する側面（面）１１４に配置され得る。以下の説明は、図２の文脈において、開示された実施形態のそれぞれの圧縮ステージ１１２に使用され得るブレード配置の一例について説明を進める。

【0014】

図２は、コンプレッサアセンブリの複数の圧縮ステージ１１２のそれぞれの圧縮ステージにおける回転可能なブレードの第１の列２０２及び回転可能なブレードの第２の列２０４の一例を断片的に示す断面等角図である。ブレードの列２０２、２０４のそれぞれは、矢印２０６によって概略的に示されるように、互いに逆の回転方向に回転するように配置される。それぞれのブレードの列は、それぞれのブレードの列を通過するプロセス流体の流れの角運動量を変えるように設計されている。一般的な場合、ブレードの列は、軸方向の流れ、半径方向の流れ、または子午線方向の流れを定義する混合流、を提供するように配置され得ることが理解されよう。

【0015】

ブレード列には、入力された運動エネルギーをプロセス流の内部エネルギーに変換するのを促進するために、静止ディフューザを配置することができる。一例として、ブレード列は、ブレード効率を高めるために低反応ブレードで構成することができる。以下の説明は、図３の文脈において、開示された実施形態のギアボックス１０６、１０８において使用され得るギア配置の一例について説明を進める。

【0016】

図３は、図１の文脈で上述したような、二重回転動力源１０２、１０４を含む実施形態におけるような、それぞれの圧縮ステージにおいて回転可能なブレードを駆動するために組み合わせて使用され得るギアボックス１０６、１０８のそれぞれのギアボックスの一例の概念的な詳細を示す概略図である。この例では、ブルギア３０２が、回転動力源１０２、１０４のうちの１つから回転動力を受け取り、次に、ブルギア３０２が、ピニオン３０４（この例では、４つ）に回転動力を供給して、それぞれの圧縮ステージ１１２のブレードのそれぞれの列を駆動する回転動力を提供する。

【0017】

例えば、第１のギアボックス１０６（図１）は、第１の圧縮ステージの回転可能なブレードの第１の列２０２（図２）を、第２の圧縮ステージの回転可能なブレードの第１の列２０２、および開示されたコンプレッサアセンブリの、所定の実施態様の一部であり得る追加の圧縮ステージの回転可能なブレードの追加のそれぞれの第１の列に回転可能に結合するように配置され得る。この例では、４つの圧縮ステージを含み、これは、第３および第４の圧縮ステージの回転可能なブレードのそれぞれの第１の列を意味することになる。同様に、第２のギアボックス１０８（図１）は、第１の圧縮ステージの回転可能なブレード２０４の第２の列（図２）を、第２の圧縮ステージの回転可能なブレード２０４の第２の列、およびコンプレッサアセンブリの所定の実施態様の一部であり得る追加の圧縮ステージの回転可能なブレードの追加のそれぞれの第２の列に回転可能に結合するように配置され得る。この例では、４つの圧縮ステージを含み、これは、第３および第４の圧縮ステージの回転可能なブレードのそれぞれの第２の列を意味する。

【0018】

１つの例示的な実施形態において、シャフトアセンブリは、第１のギアボックスおよび第２のギアボックスの少なくとも一方に回転動力を加えるために回転動力源を結合するように配置され得る。図１において理解され得るように、１つの例示的な実施形態において、シャフト組立体は、第１の回転動力源１０２を第１のギアボックス１０６に結合するために第１の回転方向に回転する第１のロータシャフト１２０を有することができ、第２の回転動力源１０４を第２のギアボックス１０８に結合するために第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転する第２のロータシャフト１２２をさらに有することができる。より具体的には、この例では、第１のロータシャフト１２０は、第１のギアボックス１０６内のそれぞれのブルギア３０２（図３）に連結され、第２のロータシャフト１２２は、第２のギアボックス１０８内のそれぞれのブルギア３０２に連結される。

【0019】

図４は、開示されたコンプレッサアセンブリの別の実施例の等角図であり、それぞれの電気モータまたはそれぞれのターボマシンを含み得るような単一の回転動力源４０２が、ギアボックス１０６、１０８のそれぞれの一方（図ではギアボックス１０８）に結合されている。この実施例では、シャフトアセンブリは、第１の回転方向についてギアボックス１０８に回転動力を提供するために特異回転動力源４０２を結合する第１のロータシャフト１２２を含む。
図５に示すように、一例の実施形態では、回転反転ギア４０４が、ギアボックス１０６とギアボックス１０８との間に接続されており、そして、第２のロータシャフト４０６は、ブレード２０２、２０４の列の各々がコンプレッサアセンブリのそれぞれの圧縮ステージ１１２において逆向きの回転方向で回転するように、第１の回転方向とは逆向きの第２の回転方向について回転反転ギア４０４からギアボックス１０８に回転動力を伝達するために使用され得る（図解を簡単にするために、図５には２つの圧縮ステージだけが示されている）。

【0020】

図６は、開示された実施形態のそれぞれの圧縮ステージで使用され得るブレード配置の別の例の断面図である。図６は、回転可能なブレード６０２の第１の列および回転可能なブレード６０４の第２の列を断片的に示しており、回転可能なブレード６０２、６０４の各列は、互いに逆の回転方向に回転するように配置されている。この例では、回転可能なブレード６０２の第１の列は、半径方向に積み重ねられたそれぞれの列セグメント６０２_１、６０２_２を有する。すなわち、回転可能なブレード６０２の第１の列において、列セグメント６０２_１は半径方向内向きの列セグメントを構成し、列セグメント６０２_２は半径方向外向きの列セグメントを構成する。同様に、回転可能なブレードの第２の列６０４では、列セグメント６０４_１が半径方向内向きの列セグメントを構成し、列セグメント６０４_２が半径方向外向きの列セグメントを構成する。この積み重ね配置は、列ブレードセグメントの積み重ね配置のない同等の圧縮ステージと比較して、所定の圧縮ステージで生成され得る圧力比を増加させる（約２倍）のに有効である。

【0021】

図６はさらに、それぞれの半径方向に積み重ねられた列セグメントを通って流れるプロセス流体の例示的な流路（矢印６０６によって概略的に表される）を示し、ここで、回転可能なブレードの第１の列６０２の半径方向内側の列セグメント６０２_１は、回転可能なブレードの第２の列６０４の半径方向内側の列セグメント６０４_１に流体的に結合されていることが理解され得る。この例では、半径方向内側の列セグメント６０２_１、６０４_１は、それぞれの圧縮ステージにおいて回転可能なブレード６０２、６０４の列によって加工されるプロセス流体に対する入口として機能する。

【0022】

図６において、回転可能なブレードの第２の列６０４の半径方向外向きの列セグメント６０４_２が、回転可能なブレードの第１の列６０２の半径方向外向きの列セグメント６０２_２に流体的に結合されていることがさらに理解され得る。ディフューザ６０８は、半径方向内向きの列セグメント６０２_１、６０４_１を半径方向外向きの列セグメント６０２_２、６０４_２に流体結合するように配置されている。この場合、半径方向外向きの列セグメント６０２_２、６０４_２は、回転可能なブレード６０２、６０４の列によって処理されるプロセス流体に対する出口として機能する。

【0023】

図７は、開示された実施形態のそれぞれの圧縮ステージで使用され得るブレード配置のさらに別の例の概略図である。図７は、回転可能なブレード７０２の第１の列および回転可能なブレード７０４の第２の列を断片的に示しており、回転可能なブレード７０２、７０４の各列は、互いに逆の回転方向に回転するように配置されている。図７はさらに、回転可能なブレードの第１の列７０２と共通の第１のシャフト７０８に取り付けられた回転可能なブレードの第３の列７０６を示す。回転可能なブレードのそれぞれの列を通って流れるプロセス流体の例示的な流路（矢印７１４によって概略的に表される）が、図７に示される。図７に示すように、回転可能なブレードの第３の列７０６は、回転可能なブレードの第1の列７０２に対して上流側に配置される。

【0024】

図７は、回転可能なブレードの第２の列７０４と共通に共有される第２のシャフト７１２に取り付けられ、回転可能なブレードの第２の列７０４に対して下流に配置された回転可能なブレードの第４の列７１０を示す。対回転ブレード７０２、７０４と協働する回転可能なブレードのそれぞれの余分な列のこの配置は、回転可能なブレードのそれぞれの余分な列がない等価な圧縮ステージと比較して、所定の圧縮ステージで生成され得る圧力比を増加させるのに有効である。第１のディフューザ７１６は、回転可能なブレードの第３の列７０６を回転可能なブレードの第１の列７０２と流体的に結合するように配置される。第２のディフューザ７１８は、回転可能なブレードの第２の列７０４と回転可能なブレードの第４の列７１０とを流体的に結合するように配置される。

【0025】

図８は、開示された圧縮機アセンブリのさらに別の実施形態の等角図であり、例えば、それぞれのギアボックス１０８、１０６のそれぞれの対向面１１６上に配置された、それぞれの追加の回転可能なブレードの列を含む。この配置は、図７の文脈で上述した回転可能なブレードの追加列を含むブレード配置と概念的に等価である。すなわち、互いに逆の回転方向に回転するように配置された回転可能なブレードのそれぞれの列は、（図１の文脈で論じたように）ギアボックス１０６、１０８の互いに対向する面１１４に配置され、この例の回転可能なブレードの余分な列は、ギアボックス１０６、１０８のそれぞれの対向する面１１６に配置されることになる。

【0026】

動作において、開示された実施形態は、比較的高い特定の仕事、大流量水素圧縮、または低分子量もしくは低密度を有する任意の他のガスを提供するのに有効である。当業者であれば今や理解できるように、開示された実施形態は、限定されるものではないが、水素持続可能経済における水素分配システムに関与し得る用途に有効であり、実質的な流量容量制限を有する傾向のある容積式圧縮様式または実質的な圧力比制限を有する傾向のある遠心式圧縮様式のような、そのような能力を欠く既知の圧縮様式の費用効果の高い効率的な代替を提供する。

【0027】

本開示の例示的な実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば、本明細書に開示される様々な変更、置換、変形、および改良が、最も広い形態の本開示の範囲から逸脱することなく行われ得ることを理解するであろう。

【0028】

本出願のいずれの記載も、特定の要素、ステップ、行為、または機能が、クレーム範囲に含まれなければならない必須要素であることを暗示するものとして読まれるべきではない。特許された主題の範囲は、許可された特許請求の範囲によってのみ定義される。さらに、これらのクレームは、「means for」という正確な語句の後に分詞が続かない限り、ミーンズ・プラス・ファンクションのクレーム構造を行使することを意図していない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】