[发明专利]膨胀涡轮

说明书

本发明提供一种即便在工艺气体的压力急剧变化的情况下，也将由来自叶轮与罩之间的间隙的工艺气体的泄漏量抑制为较少的膨胀涡轮。膨胀涡轮具有与气体供给路或气体排出路的任一方连接，并向位于转子构件与壳体构件之间的区域供给气体的气体供给路。

技术领域

本发明涉及由静压气体轴承支持的膨胀涡轮。

背景技术

以往，已知有利用膨胀涡轮来使氦气、氢气等工艺气体（process gas）绝热膨胀以获得低温的极低温冷冻装置。这样的膨胀涡轮中有时会为了支持旋转轴而使用利用了工艺气体的气体轴承。气体轴承大致分为静压气体轴承和动压气体轴承。静压气体轴承有利之处在于负荷容量比动压气体轴承的高，以及在膨胀涡轮启动时、停止时旋转轴与轴承之间不发生接触。

在使这样的膨胀涡轮运转时，有时会从设置于叶轮的背面的密封部向轴承部发生低温的工艺气体的泄漏。可能会使旋转轴及轴承部被该泄漏的低温的工艺气体冷却，由此使旋转轴及轴承部的尺寸精度降低。膨胀涡轮运转时，若旋转轴在旋转轴及轴承部的尺寸精度降低的状态下旋转，则可能会出现旋转轴与轴承部接触从而成为设备故障的原因。

为了减少从在膨胀涡轮中的叶轮的背面设置的密封部泄漏的低温的工艺气体的量，专利文献1公开了如下形式的膨胀涡轮：在叶轮的背面设置密封气体室并向密封气体室供给密封气体。在专利文献1中，检测密封气体室内部的温度，根据密封气体室内部的温度来调节向密封气体室供给的气体的流量。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开昭63-169447号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，在专利文献1公开的膨胀涡轮中，从检测出密封气体室内部的温度到调节向密封气体室供给的密封气体的流量为止会产生时间滞后。因此，有可能无法应对启动时、负荷变更时这样工艺气体急剧变化的情况，无法将适当流量的密封气体供给至密封气体室。可能会因此而使旋转轴及轴承部的尺寸精度下降从而成为设备的故障原因。

因此，本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种即便在工艺气体的压力急剧变化的情况下，也将由来自设置在叶轮背面的密封部的低温的工艺气体的泄漏所带来的旋转轴及轴承部周围的温度的降低抑制为较少的膨胀涡轮。

解决问题的手段：

本发明的膨胀涡轮特征在于，具备：转子构件，所述转子构件具有旋转轴和安装于所述旋转轴的一端侧并在所述旋转轴旋转时吸入并膨胀工艺气体的第一叶轮；以及将所述转子构件能旋转地容纳的壳体构件；所述壳体构件具有：支持所述旋转轴的轴承部；向所述旋转轴与所述轴承部之间的第一区域供给气体的第一气体供给路；使向所述第一区域供给的气体从所述第一区域排出的气体排出路；以及与所述第一气体供给路或所述气体排出路的任一方连接，向位于所述转子构件与所述壳体构件之间的第二区域供给气体的第二气体供给路。

发明效果：

根据本发明的膨胀涡轮，即便是在工艺气体的压力急剧变化的情况下，也将由来自设置在叶轮背面的密封部的低温的工艺气体的泄漏所带来的旋转轴及轴承部周围的温度的降低抑制为较少，因而能抑制故障的发生，改善膨胀涡轮的可靠性。

附图说明

图1是膨胀涡轮的结构图；

图2是图1的膨胀涡轮的变形例的结构图；

图3是本发明第二实施形态的膨胀涡轮的结构图；

图4是本发明第三实施形态的膨胀涡轮的结构图；

图5是本发明第四实施形态的膨胀涡轮的结构图。

具体实施方式

（第一实施形态）