JP2699540B2 - Turbo expander for cryogenic refrigeration equipment - Google Patents
Turbo expander for cryogenic refrigeration equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は極低温冷凍装置用ターボ膨張機に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a turbo expander for a cryogenic refrigeration system.
（従来の技術） 従来、ターボ膨張機をもつ極低温冷凍装置が知られて
いる。この極低温冷凍装置は、圧縮機で圧縮されたヘリ
ウム等の極低温用の作動流体の熱を除熱し、その作動流
体をターボ膨張機で膨張させ、そのときの吸熱に伴なう
冷凍を取出すことにしている。(Prior Art) Conventionally, a cryogenic refrigeration apparatus having a turbo expander has been known. This cryogenic refrigeration system removes heat of cryogenic working fluid such as helium compressed by a compressor, expands the working fluid with a turbo expander, and extracts refrigeration accompanying heat absorption at that time. I have decided.
この極低温冷凍装置用のターボ膨張機では、ハウジン
グにタービン軸が回転自在に保持されており、そのター
ビン軸の一端部にタービンが膨脹室に対面している。こ
のタービン軸はスラスト軸受を介してスラスト方向に支
持されている。In this turbo expander for a cryogenic refrigeration system, a turbine shaft is rotatably held by a housing, and a turbine faces an expansion chamber at one end of the turbine shaft. The turbine shaft is supported in the thrust direction via a thrust bearing.
ここで、ターボ膨張機における作動流体の入口側での
絶対圧力をPaとし、ハウジング内の絶対圧力をPbとし、
作動流体の膨張側つまり出口側での絶対圧力をPcとする
と、Pa＞Pb＞Pcの関係となる。そして、膨張圧力比（Pa
/Pc）が大きくなると、タービン表裏の差圧が増加し、
タービンを支持するタービン軸にこれのスラスト方向に
作用する推力が大きくなり過ぎ、タービン軸を支持する
スラスト軸受の負荷能力を越え、この結果、タービン、
タービン軸の回転が不規則となる。そのため、高い膨張
圧力比で運転することが困難であった。Here, the absolute pressure on the inlet side of the working fluid in the turbo expander is Pa, the absolute pressure in the housing is Pb,
When the absolute pressure on the expansion side of the working fluid, that is, on the outlet side is Pc, the relationship Pa>Pb> Pc is satisfied. And the expansion pressure ratio (Pa
/ Pc) increases, the differential pressure between the front and back of the turbine increases,
The thrust acting on the turbine shaft supporting the turbine in the thrust direction thereof becomes too large and exceeds the load capacity of the thrust bearing supporting the turbine shaft.
The rotation of the turbine shaft becomes irregular. Therefore, it was difficult to operate at a high expansion pressure ratio.
（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記した問題に鑑み開発されたものであり、
タービン軸を保持する軸受に作用する負荷を軽減または
無くし、膨脹圧力比を大きくした場合でも安定して運転
できるように改善した極低温冷凍装置用ターボ膨脹機を
提供することにある。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been developed in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide a turbo-expander for a cryogenic refrigeration system in which a load acting on a bearing for holding a turbine shaft is reduced or eliminated, and an operation can be stably performed even when an expansion pressure ratio is increased.
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の極低温冷凍装置用ターボ膨脹機は、軸受室と
軸受室の両端部に形成された膨脹室とをもつハウジング
と、ハウジングの軸受室に回転自在に保持されたタービ
ン軸と、タービン軸の一端部に保持され一方の膨脹室に
対面する第１タービンと、タービン軸の他端部に保持さ
れ他方の膨脹室に対面する第２タービンとで構成され、
第１タービンにこれのスラスト方向に生じる推力の方向
と、第２タービンにこれのスラスト方向に生じる推力の
方向とは互いに反対向きであることを特徴とするもので
ある。[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) A turbo expander for a cryogenic refrigeration system of the present invention has a housing having a bearing chamber and expansion chambers formed at both ends of the bearing chamber, and a bearing of the housing. A turbine shaft rotatably held in the chamber, a first turbine held at one end of the turbine shaft and facing one of the expansion chambers, and a second turbine held at the other end of the turbine shaft and facing the other expansion chamber. Consists of a turbine and
The thrust direction generated in the first turbine in the thrust direction thereof and the thrust direction generated in the second turbine in the thrust direction are opposite to each other.
第１タービンおよび第２タービンは、両者の推力を相
殺するという意味では同じ膨張圧力比が得られるタイプ
のものが望ましいが、膨張圧力比が異なるタイプのもの
でもよい。なおターボ膨張機はインパルス型、リアクシ
ョン型のいずれでもよい。The first turbine and the second turbine are preferably of a type that can obtain the same expansion pressure ratio in terms of canceling out the thrust of both, but may be of a type having different expansion pressure ratios. The turbo expander may be either an impulse type or a reaction type.
（作用） 作動流体が供給されると、第１タービン及び第２ター
ビンがタービン軸を介して回転する。そのため第１ター
ビンで作動流体が膨脹され、第２タービンで作動流体が
膨脹される。このとき、第１タービンにスラスト方向に
生じる推力の方向と、第２タービンにスラスト方向に生
じる推力の方向とは反対向きである。(Operation) When the working fluid is supplied, the first turbine and the second turbine rotate via the turbine shaft. Therefore, the working fluid is expanded in the first turbine, and the working fluid is expanded in the second turbine. At this time, the direction of the thrust generated in the first turbine in the thrust direction is opposite to the direction of the thrust generated in the second turbine in the thrust direction.
（実施例） 以下、本発明にかかる極低温冷凍装置用ターボ膨脹機
の一実施例について説明する。(Example) Hereinafter, an example of a turbo expander for a cryogenic refrigeration system according to the present invention will be described.
（実施例の構成） 即ち、本実施例の極低温冷凍装置用ターボ膨張機13は
インパルス型であり、このターボ膨張機13では第１図に
示すように、ハウジング20は、円筒状の軸受室25を区画
している。(Structure of Embodiment) That is, the turbo expander 13 for a cryogenic refrigeration apparatus of the present embodiment is of an impulse type. In this turbo expander 13, as shown in FIG. It partitions 25.
次に上記したハウジング20の一端部側について説明す
る。ハウジング20の一端部側には、軸受室25を連通する
円形状の第１タービン孔26、第１膨張室27が形成されて
いる。ハウジング20の一端部側にリング部28が配設され
ており、リング部28には渦巻き気味の第１ノズル孔29が
形成されている。Next, the one end side of the housing 20 will be described. A circular first turbine hole 26 and a first expansion chamber 27 communicating with the bearing chamber 25 are formed at one end of the housing 20. A ring portion 28 is provided on one end side of the housing 20, and the ring portion 28 is formed with a first nozzle hole 29 that is slightly swirled.
更に第１図に示すようにハウジング20の一端部側に
は、管状の第１ノズル33が配設されている。管状の第１
ノズル33は冷凍サイクルの作動流体を供給するものであ
る。ここで、管状の第１ノズル33は所定開口面積の第１
ノズル通路33aを形成し、第１ノズル33の先端部33bは室
20aに対向するように配置されている。Further, as shown in FIG. 1, a tubular first nozzle 33 is disposed at one end of the housing 20. Tubular first
The nozzle 33 supplies the working fluid of the refrigeration cycle. Here, the first tubular nozzle 33 is a first nozzle 33 having a predetermined opening area.
A nozzle passage 33a is formed, and a tip 33b of the first nozzle 33 is
It is arranged so as to face 20a.
更に、ハウジング20の第１タービン孔26には第１ター
ビン孔26を区画する壁面と微小な隙間を有し第１タービ
ン37が回転可能に配設されている。第２図に示すように
第１タービン37にはこれの周方向に所定間隔で多数個の
インペラ部37aが形成されている。Further, a first turbine 37 is rotatably disposed in the first turbine hole 26 of the housing 20 so as to have a minute gap with a wall surface defining the first turbine hole 26. As shown in FIG. 2, the first turbine 37 has a plurality of impeller portions 37a formed at predetermined intervals in a circumferential direction thereof.
第１タービン37は、このタービン軸38の一端部に保持
されている。タービン軸38は動圧気体軸受39に保持され
ている。この動圧気体軸受39はティルティングパッド型
の動圧気体軸受であり、10μｍ程度の気体膜で支持する
ものであり、ハウジング20に固定されたステム40により
保持されている。またタービン軸38の中腹部にフランジ
部38aが径外方向へ形成されており、フランジ部38aは気
体スラスト軸受42に対面して支承されている。気体スラ
スト軸受42はスパイラルグルーブ型の動圧気体軸受であ
る。気体スラスト軸受42はタービン軸38のフランジ部38
aをスラスト方向に10μｍ程度の気体膜で支持する。気
体スラスト軸受42の負荷能力は、高速回転時の損失を少
なくしタービン軸38の高速回転を可能とするために、小
さく設定されているものである。この気体スラスト軸受
42はピボット43を介してジンバルリング44に保持され、
さらにこのジンバルリング44はピボット45を介してステ
ム46に、ひいてはハウジング20に保持されている。The first turbine 37 is held at one end of the turbine shaft 38. The turbine shaft 38 is held by a dynamic pressure gas bearing 39. The dynamic pressure gas bearing 39 is a tilting pad type dynamic pressure gas bearing, supported by a gas film of about 10 μm, and held by a stem 40 fixed to the housing 20. Further, a flange portion 38a is formed radially outward on a middle portion of the turbine shaft 38, and the flange portion 38a is supported facing the gas thrust bearing 42. The gas thrust bearing 42 is a spiral groove type dynamic pressure gas bearing. The gas thrust bearing 42 is a flange 38 of the turbine shaft 38.
a is supported in the thrust direction by a gas film of about 10 μm. The load capacity of the gas thrust bearing 42 is set small in order to reduce the loss at the time of high-speed rotation and enable the high-speed rotation of the turbine shaft 38. This gas thrust bearing
42 is held on a gimbal ring 44 via a pivot 43,
Further, the gimbal ring 44 is held on the stem 46 via the pivot 45, and thus on the housing 20.
またこのタービン軸38はその中腹部に同期発電機48の
一部となる回転子49をもつ。回転子49には磁石が埋設さ
れている。またこの回転子49と対向するように軸受室25
内にはハウジング20によって固定された固定子50があ
り、この固定子50と回転子49とが連携して同期発電機48
として作用する。Further, the turbine shaft 38 has a rotor 49 which is a part of a synchronous generator 48 at a middle portion thereof. The rotor 49 has a magnet embedded therein. The bearing chamber 25 is opposed to the rotor 49.
Inside there is a stator 50 fixed by the housing 20, and the stator 50 and the rotor 49 cooperate to form a synchronous generator 48.
Act as
次にハウジング20の他端部側について説明する。ハウ
ジング20の他端部側には、軸受室25を連通する円形状の
第２タービン孔76、第２膨張室77が形成されている。ハ
ウジング20の他端部側にはリング部78が配設されてお
り、第２図に示すようにリング部78の一端部には渦巻き
気味の第２ノズル孔79が形成されている。Next, the other end of the housing 20 will be described. On the other end side of the housing 20, a circular second turbine hole 76 and a second expansion chamber 77 communicating with the bearing chamber 25 are formed. A ring portion 78 is provided on the other end side of the housing 20. As shown in FIG. 2, a swirling second nozzle hole 79 is formed at one end of the ring portion 78.
更に第１図に示すようにハウジング20には、管状の第
２ノズル83が配設されている。第２ノズル83は冷凍サイ
クルの熱交換器を経た作動流体を供給するものである。
ここで、第２ノズル83は所定開口面積の第２ノズル通路
83aを形成し、第２ノズル83の先端部83bは室20bに対向
するように配置されている。Further, as shown in FIG. 1, the housing 20 is provided with a second tubular nozzle 83. The second nozzle 83 supplies the working fluid that has passed through the heat exchanger of the refrigeration cycle.
Here, the second nozzle 83 is a second nozzle passage having a predetermined opening area.
The second nozzle 83 is formed so as to face the chamber 20b.
更に、ハウジング20の第２タービン孔76には第２ター
ビン孔76を区画する壁面と微小な隙間を有し第２タービ
ン87が回転可能に配設されている。Further, a second turbine 87 is rotatably disposed in the second turbine hole 76 of the housing 20 with a minute gap between the wall surface defining the second turbine hole 76.
第１図に示すように第２タービン87は、第１タービン
37と反対側に位置してこのタービン軸38の他端部に保持
されている。第２図に示すように第２タービン87には多
数個のインペラ部87aが形成されている。As shown in FIG. 1, the second turbine 87 is a first turbine
It is located on the opposite side to 37 and is held at the other end of this turbine shaft 38. As shown in FIG. 2, the second turbine 87 has a plurality of impeller portions 87a.
（実施例の作用） 上記したターボ膨張機13の作用について説明する。即
ち、高圧の極低温用の作動流体は、第１図から明らかな
ように管状の第１ノズル33の第１ノズル通路33a、室20a
を経由して第１ノズル孔29に流入する。この結果、極低
温作動流体の圧力エネルギが速度エネルギに変換されて
第１タービン37のインペラ部37aに吹付けられ、第１タ
ービン37はタービン軸38とともに回転する。その後、作
動流体は第１膨張室28に膨張しつつ流出する。(Operation of Embodiment) The operation of the turbo expander 13 will be described. That is, as is clear from FIG. 1, the high-pressure cryogenic working fluid is supplied to the first nozzle passage 33a and the chamber 20a of the tubular first nozzle 33.
Through the first nozzle hole 29. As a result, the pressure energy of the cryogenic working fluid is converted into velocity energy and blown to the impeller 37a of the first turbine 37, and the first turbine 37 rotates together with the turbine shaft 38. Thereafter, the working fluid flows out while expanding into the first expansion chamber 28.
同様に、管状の第２ノズル83の第２ノズル通路83aを
経た高圧の極低温用の作動流体は、第１図から明らかな
ように管状の第２ノズル83の第２ノズル通路83a、室20b
を経由して第２ノズル孔79に流入する。この結果、前述
同様に、作動流体の圧力エネルギが速度エネルギに変換
されて第２タービン87のインペラ部87aに吹付けられ、
第２タービン87を回転させる。その後、作動流体は第２
膨張室77に流出する。Similarly, the high-pressure working fluid for cryogenic temperature via the second nozzle passage 83a of the second tubular nozzle 83 is supplied to the second nozzle passage 83a of the tubular second nozzle 83 and the chamber 20b as apparent from FIG.
Through the second nozzle hole 79. As a result, as described above, the pressure energy of the working fluid is converted into velocity energy and is blown to the impeller portion 87a of the second turbine 87,
The second turbine 87 is rotated. Then, the working fluid is
It flows out into the expansion chamber 77.
本実施例にかかるターボ膨張機13では、作動流体の運
動エネルギは回転子49と固定子50とによって形成される
同期発電機48によって吸収される。In the turbo expander 13 according to the present embodiment, the kinetic energy of the working fluid is absorbed by the synchronous generator 48 formed by the rotor 49 and the stator 50.
本実施例では第１タービン37と第２タービン87とで回
転されるタービン軸38の回転数は極低温到達時には数万
rpmから数十万rpmにも達する。ここで、ハウジング１の
一端側における作動流体の入口つまり第１ノズル通路33
aにおける絶対圧力をPaとし、軸受室25での絶対圧力をP
bとし、膨張室27内での圧力をPcとし、更に、第１ター
ビン37の外径をDtとし、及び第１膨張室27への出口の内
径をDoとすると、第１タービン27にはこれの軸方向に推
力（Fg）が作用する。この推力（Fg）は第２図において
矢印Ｋ方向に働く。In this embodiment, the number of rotations of the turbine shaft 38 rotated by the first turbine 37 and the second turbine 87 is tens of thousands when the cryogenic temperature is reached.
From rpm to hundreds of thousands of rpm. Here, the working fluid inlet at one end side of the housing 1, that is, the first nozzle passage 33
Absolute pressure in a is Pa, and absolute pressure in bearing chamber 25 is P
b, the pressure in the expansion chamber 27 is Pc, the outer diameter of the first turbine 37 is Dt, and the inner diameter of the outlet to the first expansion chamber 27 is Do. Thrust (Fg) acts in the axial direction of. This thrust (Fg) acts in the direction of arrow K in FIG.
推力（Fg）は次式のように表わされると考えられる。 The thrust (Fg) is considered to be expressed by the following equation.
Fg＝（π/4）Dt2・Pb −〔（π/4）・（Dt2−Do2）・Pa ＋（π/4）Do2・Pc〕 ただしPa＞Pb＞Pc、Dt＞Do 本実施例では、前記したように、気体スラスト軸受42
の負荷能力はタービン軸38の高速回転時の損失を少なく
するために小さく設定されているものである。そのた
め、膨張圧力比（ｒ＝Pa/Pc）が例えば２以上になる
と、従来技術の欄で説明したように気体スラスト軸受42
の負荷能力よりも推力（Fg）が大きくなり、タービン軸
38のフランジ部38aが気体スラスト軸受42に固体接触し
てしまうおそれがある。Fg = (π / 4) Dt 2 · Pb − [(π / 4) · (Dt 2 −Do 2 ) · Pa + (π / 4) Do 2 · Pc] where Pa>Pb> Pc, Dt> Do In the embodiment, as described above, the gas thrust bearing 42
Is set small in order to reduce the loss during high-speed rotation of the turbine shaft 38. Therefore, when the expansion pressure ratio (r = Pa / Pc) becomes, for example, 2 or more, as described in the section of the prior art, the gas thrust bearing 42
Thrust (Fg) becomes larger than the load capacity of the turbine shaft.
There is a risk that the flange portion 38a of the 38 will make solid contact with the gas thrust bearing 42.
一方、ハウジング20の他端側の第２ノズル通路83aに
おける絶対圧力をPa′とし、軸受室25での絶対圧力をP
b′とし、第２膨張室77内での圧力をPc′とし、更に、
第２タービン87の外径をDt′とし、及び第２膨張室27へ
の出口の内径をDo′とすると、第２タービン87にはこれ
の軸方向に推力（Fg′）が作用する。推力（Fg′）は前
記した推力（Fg）と向きは反対、つまり矢印Ｍ方向であ
るが、力の大きさは（Fg）の場合と同様な式で算出さ
れ、（Fg）と同じである。On the other hand, the absolute pressure in the second nozzle passage 83a on the other end side of the housing 20 is Pa ′, and the absolute pressure in the bearing chamber 25 is P ′.
b ′, the pressure in the second expansion chamber 77 is Pc ′, and
Assuming that the outer diameter of the second turbine 87 is Dt 'and the inner diameter of the outlet to the second expansion chamber 27 is Do', a thrust (Fg ') acts on the second turbine 87 in the axial direction thereof. The thrust (Fg ') has the opposite direction to the above-mentioned thrust (Fg), that is, the direction of the arrow M, but the magnitude of the force is calculated by the same formula as in the case of (Fg) and is the same as (Fg). .
（実施例の効果） 以上説明したように本実施例では第１タービン37にこ
れのスラスト方向に生じる推力の方向と、第２タービン
87にこれのスラスト方向に生じる推力の方向とは反対向
きであり、両者の推力の大きさは同じである。従って膨
脹圧力比（Pa/Pc）、膨脹圧力比（Pa′/Pc′）が２以上
であっても、タービン軸38に作用する推力を相殺するこ
とができる。したがって気体スラスト軸受42の円滑な軸
受性能が確保され、よって第１タービン37、第２タービ
ン87の安定した回転を維持することができる。(Effects of Embodiment) As described above, in this embodiment, the direction of the thrust generated in the first turbine 37 in the thrust direction thereof and the second turbine 37
At 87, the direction of the thrust generated in the thrust direction is opposite, and the magnitude of both thrusts is the same. Therefore, even if the expansion pressure ratio (Pa / Pc) and the expansion pressure ratio (Pa '/ Pc') are 2 or more, the thrust acting on the turbine shaft 38 can be offset. Therefore, smooth bearing performance of the gas thrust bearing 42 is ensured, so that stable rotation of the first turbine 37 and the second turbine 87 can be maintained.
（適用例） 次に上記したターボ膨脹機13を適用した極低温冷凍装
置について説明する。この極低温冷凍装置は、第３図に
示すように逆ブレイトンサイクルを使用したものであ
り、極低温作動流体を圧縮するターボ圧縮機10と、ター
ボ圧縮機10で圧縮された作動流体の熱をとる放熱器11
と、対向流熱交換器12と、放熱器11を経た作動流体を膨
張させるターボ膨張機13と、ターボ膨張機13で膨張され
た作動流体の吸熱に伴う冷凍を取出す冷凍取出部14と、
冷凍取出部14に近設した被冷却体15と、これらをつなぐ
流路16とで構成とされている。(Application Example) Next, a cryogenic refrigeration apparatus to which the above-described turbo expander 13 is applied will be described. This cryogenic refrigeration system uses an inverse Brayton cycle as shown in FIG. 3, and uses a turbo compressor 10 for compressing a cryogenic working fluid and a heat of the working fluid compressed by the turbo compressor 10. Heat sink 11
And, a counter-flow heat exchanger 12, a turbo expander 13 that expands the working fluid that has passed through the radiator 11, and a refrigeration extraction unit 14 that extracts refrigeration accompanying heat absorption of the working fluid expanded by the turbo expander 13.
The cooling body 15 is provided near the freezing and unloading section 14, and the flow path 16 connects these.
この極低温冷凍装置には作動流体としてヘリウム、ネ
オン、窒素ガスなどが封入されている。そして、極低温
冷凍装置が運転されると図示しないモータに連結された
ターボ圧縮機10で作動流体は圧縮され放熱器11に流入す
る。そして、流路17を流れる冷却流体（水、空気等）に
よって作動流体の圧縮熱が取り去られる。その後、作動
流体は対向流熱交換器12に流入し、戻りの作動流体に冷
却されてターボ膨張機13に流入する。ターボ膨張機13で
作動流体の圧力エネルギ、速度エネルギは吸収されるの
で、作動流体は膨張して温度が低下する。すなわち冷凍
効果を発生する。そして冷凍効果を発生した作動流体は
冷凍取出部14に流入して被冷却体15を冷却する。その
後、作動流体は対向流熱交換器12に流入し、ターボ膨張
機13に流入する作動流体を冷しながらターボ圧縮機10に
戻る。このサイクルが繰返されて被冷却体15は極低温の
温度（通常−170℃から−269℃）に冷却される。Helium, neon, nitrogen gas, and the like are sealed in the cryogenic refrigerator as a working fluid. When the cryogenic refrigeration system is operated, the working fluid is compressed by the turbo compressor 10 connected to a motor (not shown) and flows into the radiator 11. Then, the compressive heat of the working fluid is removed by the cooling fluid (water, air, etc.) flowing through the flow path 17. Thereafter, the working fluid flows into the counterflow heat exchanger 12, is cooled by the returning working fluid, and flows into the turbo expander 13. Since the pressure energy and velocity energy of the working fluid are absorbed by the turbo expander 13, the working fluid expands and its temperature decreases. That is, a refrigeration effect is generated. Then, the working fluid that has generated the refrigeration effect flows into the refrigeration outlet 14, and cools the cooled object 15. Thereafter, the working fluid flows into the counter-flow heat exchanger 12, and returns to the turbo compressor 10 while cooling the working fluid flowing into the turbo expander 13. By repeating this cycle, the cooled object 15 is cooled to a very low temperature (usually -170 ° C to -269 ° C).
［発明の効果］ 本発明の極低温冷凍装置用ターボ膨張機では、第１タ
ービンにこれのスラスト方向に生じる推力の方向と、第
２タービンにこれのスラスト方向に生じる推力の方向と
は反対向きである。従ってタービン軸に作用する推力は
軽減されるかあるいは相殺される。よって膨脹圧力比が
大きくなっても、タービン軸を受ける軸受に作用する負
荷を軽減または相殺して無くすることができる。したが
って膨張圧力比が大きくなっても軸受の軸受性能が良好
な状態に維持され、第１タービン、第２タービンの安定
した回転を維持することができる。[Effect of the Invention] In the turbo expander for a cryogenic refrigeration system of the present invention, the direction of the thrust generated in the first turbine in the thrust direction is opposite to the direction of the thrust generated in the second turbine in the thrust direction. It is. Thus, the thrust acting on the turbine shaft is reduced or offset. Therefore, even if the expansion pressure ratio increases, the load acting on the bearing that receives the turbine shaft can be reduced or eliminated. Therefore, even if the expansion pressure ratio increases, the bearing performance of the bearing is maintained in a favorable state, and the first turbine and the second turbine can maintain stable rotation.
図面は本発明の一実施例を示し、第１図はタービン膨張
機の断面図であり、第２図は第１タービンの平面図であ
る。第３図は適用例を示す極低温冷凍装置の模式構成図
である。 図中、10は圧縮機、11は放熱器、13はターボ膨張機、14
は冷凍取出部、20はハウジング、37は第１タービン、38
はタービン軸、87は第２タービンを示す。The drawings show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of a turbine expander, and FIG. 2 is a plan view of a first turbine. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a cryogenic refrigeration apparatus showing an application example. In the figure, 10 is a compressor, 11 is a radiator, 13 is a turbo expander, 14
Is the refrigeration outlet, 20 is the housing, 37 is the first turbine, 38
Indicates a turbine shaft, and 87 indicates a second turbine.
Claims (1)
膨脹室とをもつハウジングと、前記ハウジングの軸受室
に回転自在に軸受を介して保持されたタービン軸と、前
記タービン軸の一端部に保持され一方の膨脹室に対面す
る第１タービンと、前記タービン軸の他端部に保持され
他方の膨脹室に対面する第２タービンとで構成され、 前記第１タービンにこれのスラスト方向に生じる推力の
方向と、第２タービンにこれのスラスト方向に生じる推
力の方向とは互いに反対向きであることを特徴とする極
低温冷凍装置用ターボ膨張機。1. A housing having a bearing chamber and expansion chambers formed at both ends of the bearing chamber, a turbine shaft rotatably held in a bearing chamber of the housing via a bearing, A first turbine held at one end and facing one of the expansion chambers; and a second turbine held at the other end of the turbine shaft and facing the other expansion chamber. The direction of the thrust generated in the direction and the direction of the thrust generated in the second turbine in the thrust direction of the second turbine are opposite to each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8304889A JP2699540B2 (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Turbo expander for cryogenic refrigeration equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8304889A JP2699540B2 (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Turbo expander for cryogenic refrigeration equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263061A JPH02263061A (en) | 1990-10-25 |
| JP2699540B2 true JP2699540B2 (en) | 1998-01-19 |
Family
ID=13791314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8304889A Expired - Lifetime JP2699540B2 (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Turbo expander for cryogenic refrigeration equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699540B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7489847B2 (en) * | 2020-07-14 | 2024-05-24 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | Turbines for cold energy generation |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP8304889A patent/JP2699540B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02263061A (en) | 1990-10-25 |
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