用于冷卻和/或低溫液化的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在低溫下使工作流體冷卻和/或液化的裝置，該工作流體包含氦氣或由純氦氣組成。該裝置(1)包括一個工作回路，該工作回路配備有一個壓縮機(jī)站(2)和一個蓄冷盒(3)。該壓縮機(jī)站(2)包括一個或多個壓縮級，該一個或多個壓縮級各自使用一個或多個壓縮機(jī)，該一個或多個壓縮機(jī)包括剛性地連接至一個軸(25)的一個壓縮機(jī)輪(12)，該軸被可旋轉(zhuǎn)地安裝在多個軸承(5)上。每個壓縮機(jī)(12)的軸(25)經(jīng)由一個齒輪機(jī)構(gòu)(7)通過一個電機(jī)(4)的輸出軸(6)來旋轉(zhuǎn)，該齒輪機(jī)構(gòu)被放置在包括潤滑油(9)的一個機(jī)械殼體(8)中。所述裝置的特征在于，該機(jī)械殼體(8)的內(nèi)部空間包含由一種氣態(tài)混合物組成的氣態(tài)氣氛，該氣態(tài)混合物具有的平均摩爾質(zhì)量小于空氣的摩爾質(zhì)量。
【專利說明】用于冷卻和/或低溫液化的裝置和方法
[0001 ]本發(fā)明涉及用于低溫液化/冷卻的裝置和方法。
[0002]本發(fā)明尤其可以涉及通過氦氣來運(yùn)行的一種液化方法和裝置以及一種制冷方法和裝置。
[0003]本發(fā)明更確切地涉及一種用于使工作流體低溫液化和/或冷卻的裝置，該工作流體包括氦氣或是由純氦氣組成的，該裝置包括一個工作回路，該工作回路配備有一個壓縮站并且配備有一個蓄冷盒，該壓縮站包括各自使用一個或多個壓縮機(jī)的一個或多個壓縮級，該一個或多個壓縮機(jī)包括被緊固至一個轉(zhuǎn)軸上的一個壓縮機(jī)葉輪，該轉(zhuǎn)軸被安裝成使得其可以在多個軸承上旋轉(zhuǎn)，每個壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)軸經(jīng)由一個齒輪機(jī)構(gòu)被一個電機(jī)的輸出軸可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，該齒輪機(jī)構(gòu)被容納在包含潤滑油的一個機(jī)械齒輪箱中。
[0004]在低溫下(例如低于80K、尤其是在80K至4K之間)運(yùn)行的制冷器或液化器常規(guī)地使用一種工作流體(例如氦氣或包含氦氣的混合物)，該工作流體經(jīng)受包括壓縮、有可能的膨脹、冷卻、加熱的工作循環(huán)。這些裝置一般而言需要若干個級以用于壓縮工作氣體。每個壓縮級使用一個或多個壓縮機(jī)葉輪。例如，這些裝置使用離心式的壓縮機(jī)。
[0005]壓縮氦氣(或包含氦氣的混合物)的壓縮站需要大量的壓縮級，以便補(bǔ)償每個級的低壓縮比(例如參見FR 2919716A1)。
[0006]具體地，每個壓縮機(jī)軸也必須以相對高的速度來旋轉(zhuǎn)，以便確保良好的壓縮效率。
[0007]多級壓縮機(jī)的總體效率取決于多個標(biāo)準(zhǔn)并且尤其取決于以下各項(xiàng):
[0008]-壓縮葉輪和蝸殼的效率(以增加壓縮比)，
[0009]-級間冷卻的效率(以限制系統(tǒng)兩端的壓降)，
[0010]-(尤其由在多個運(yùn)動部分之間的摩擦造成的)機(jī)械損失。
[0011]在壓縮站中在旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間的界面處的工作氣體的泄漏是不可避免的。特別是當(dāng)工作氣體是氦氣時，在支撐這些壓縮機(jī)葉輪的軸的軸承處產(chǎn)生了相對顯著的氣體泄漏。為了限制這種相對昂貴的工作氣體損失，實(shí)踐已知，使用多種部件(例如，抗氣體形成迷宮式構(gòu)件的填充物、油密封件、浮動環(huán)密封件、氣體密封件等)來限制在各個壓縮級的各個軸承處的泄漏。
[0012]除了這些裝置增加了安裝成本的事實(shí)之外，這些已知的系統(tǒng)不總是適用于冷卻器/液化器技術(shù)。
[0013]此外，存在于壓縮站的機(jī)構(gòu)中的油絕不能(通過與氦氣混合或者通過引入濕氣和/或輕質(zhì)烴)污染工作氣體。確切地，被引入到工作回路中的這種雜質(zhì)所帶來的風(fēng)險是致使在低溫度下堵塞以及破壞設(shè)備。
[0014]因此，這種裝置可以任選地包括如例如在文件FR2953913A1中描述的用于回收潛在的氦氣泄漏的收復(fù)系統(tǒng)。根據(jù)該文件，可以噴射緩沖氣體以收集氦氣泄漏。
[0015]因此，氦氣離心式壓縮機(jī)的流體緊密性采用的技術(shù)涉及通過使用緩沖氣體(氮?dú)?來隔離包含潤滑油的部分。計(jì)劃通過氣態(tài)氦氣來緩沖，以便避免任何氮?dú)庑孤┑焦ぷ鳉怏w(氦氣)中。
[0016]這種技術(shù)提供了多種優(yōu)點(diǎn)但是造成了顯著的成本，因?yàn)樾枰獙⑦@種密封系統(tǒng)安裝在壓縮機(jī)的各個級上。
[0017]本發(fā)明的目的是減輕上文中追述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)中的全部或一些缺點(diǎn)。
[0018]為此，根據(jù)本發(fā)明、在其他方面根據(jù)以上前序中其給出的同屬定義的裝置的基本上特征在于，該機(jī)械齒輪箱的內(nèi)部體積包含由一種氣態(tài)混合物組成的氣態(tài)氣氛，該氣態(tài)混合物具有的平均摩爾質(zhì)量低于空氣的摩爾質(zhì)量。
[0019]此外，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以包括以下特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng):
[0020]-在該機(jī)械齒輪箱內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括的氦氣的摩爾比例大于空氣中的氦氣的(摩爾)比例，
[0021]-在該機(jī)械齒輪箱內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括的氦氣的摩爾比例被包括在5%至100%之間，
[0022]-在該機(jī)械齒輪箱內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括主要摩爾比例的氦氣，
[0023]-在該機(jī)械齒輪箱內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括氦氣和以下氣體中的至少一種氣體:氮?dú)?、氬氣、該工作流體的一種或多種成分，
[0024]-該裝置包括一個構(gòu)件，該構(gòu)件用于至少在該壓縮機(jī)或這些壓縮機(jī)的一個軸承處噴射緩沖氣體以形成一個氣體屏障，該氣體屏障朝一個收集區(qū)引導(dǎo)從該工作回路泄漏的工作流體，該收集區(qū)的至少一部分包括該機(jī)械齒輪箱，g卩，包含回收的泄漏的氦氣的緩沖氣體被饋送到該機(jī)械齒輪箱的內(nèi)部體積中，
[0025]-該裝置包括用于凈化該電機(jī)齒輪箱的內(nèi)部氣氛的一個構(gòu)件，該構(gòu)件經(jīng)由一個第一管和一個第二管連接至所述電機(jī)齒輪箱，該第一管用于從該齒輪箱導(dǎo)出氣體和油的混合物，該第二管用于使經(jīng)凈化的油返回，該凈化構(gòu)件包括一個出口，該出口用于收復(fù)在凈化過程中收復(fù)的工作氣體，
[0026]-該裝置包括一個構(gòu)件，該構(gòu)件用于壓縮由該導(dǎo)出管所導(dǎo)出的混合物，從而將壓縮至預(yù)定壓力的混合物供應(yīng)給該凈化構(gòu)件，
[0027]-用于壓縮來自該齒輪箱的內(nèi)部氣氛的氣體和油的混合物的該構(gòu)件包括一個油潤滑機(jī)構(gòu)，該油潤滑機(jī)構(gòu)的油與該機(jī)械齒輪箱的潤滑油是相同的或者具有相同的種類，該凈化構(gòu)件共用于這兩者，從而對該機(jī)械齒輪箱的潤滑油和用于壓縮由該導(dǎo)出管所導(dǎo)出的混合物的該構(gòu)件的油進(jìn)行凈化，
[0028]-該壓縮站中的壓縮機(jī)中的至少一些壓縮機(jī)是離心式的壓縮機(jī)，
[0029]-該緩沖氣體包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):氦氣、氮?dú)?、該工作流體的一種或多種成分，
[0030]-該機(jī)械齒輪箱被密封，
[0031]-壓縮來自該齒輪箱的內(nèi)部氣氛的氣體和油的混合物的壓縮構(gòu)件包括潤滑螺紋壓縮機(jī)類型的壓縮機(jī)，
[0032]-該工作回路使該工作氣體經(jīng)受包括以下順序的一個循環(huán):在該壓縮站中對該工作流體的壓縮、在該蓄冷盒中對該工作流體的冷卻和可能的膨脹、和對該工作流體的加熱以便使其返回至該壓縮站，
[0033]本發(fā)明還涉及一種方法，該方法用于借助于一個制冷器/液化器來使工作流體低溫液化和/或冷卻，該工作流體尤其是包括氦氣或由純氦氣組成的工作流體，該制冷器/液化器包括一個工作回路，該工作回路配備有一個壓縮站并且配備有一個蓄冷盒，該制冷器/液化器使該工作回路中的該工作氣體經(jīng)受包括以下順序的一個循環(huán):在該壓縮站中對該工作流體的壓縮、在該蓄冷盒中的冷卻、和對該工作流體的加熱以便使其返回至該壓縮站，該壓縮站包括各自使用一個或多個壓縮機(jī)的一個或多個壓縮級，該一個或多個壓縮機(jī)包括被緊固至一個轉(zhuǎn)軸上的一個壓縮機(jī)葉輪，該轉(zhuǎn)軸被安裝成使得其可以在多個軸承上旋轉(zhuǎn)，每個壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)軸經(jīng)由一個齒輪機(jī)構(gòu)被一個電機(jī)的輸出軸可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，該齒輪機(jī)構(gòu)被容納在包含潤滑油的一個機(jī)械齒輪箱中，將在該機(jī)械齒輪箱的內(nèi)部體積之內(nèi)的氣態(tài)氣氛控制成包含一種氣態(tài)混合物，該氣態(tài)混合物具有的平均摩爾質(zhì)量低于空氣的摩爾質(zhì)量。
[0034]根據(jù)其他可能的特定特征:
[0035]-該方法包括至少在該壓縮機(jī)或這些壓縮機(jī)的一個軸承處噴射緩沖氣體的一個步驟，從而形成一個氣體屏障，該氣體屏障朝一個收集區(qū)引導(dǎo)從該工作回路泄漏的工作流體，該齒輪箱的內(nèi)部體積被供應(yīng)有緩沖氣體與所收集的泄漏的氦氣的混合物。
[0036]-該方法包括凈化該齒輪箱的內(nèi)部氣氛的一個步驟，以便將工作氣體、油分離，并且將經(jīng)凈化的油重新噴射到該齒輪箱中，
[0037]-該方法在該凈化步驟之前包括壓縮該氣氛的氣體和油的混合物的一個步驟，
[0038]-壓縮來自該齒輪箱的內(nèi)部氣氛的氣體和油的混合物的步驟使用一個油潤滑機(jī)構(gòu)，該油潤滑機(jī)構(gòu)的油與該機(jī)械齒輪箱的潤滑油是相同的或者有相同的性質(zhì)，凈化該機(jī)械齒輪箱的內(nèi)部氣氛的步驟與凈化對該凈化步驟上游的混合物進(jìn)行壓縮的壓縮構(gòu)件的油的步驟是共同的。
[0039 ]本發(fā)明還可以涉及包括以上或以下特征的任何組合的任何替代裝置或方法。
[0040]進(jìn)一步的特性和優(yōu)點(diǎn)通過閱讀下文中參照附圖給出的說明書將變得清楚，在附圖中:
[0041]-圖1描繪了示意和局部視圖，展示了根據(jù)本發(fā)明的制冷和/或液化裝置的一個示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行，
[0042]-圖2描繪了縱向截面的示意和局部視圖，展示了根據(jù)本發(fā)明的被安裝在多個軸承上、包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)葉輪的一個實(shí)例，
[0043]-圖3描繪了圖3的機(jī)構(gòu)的一個末端的示意和局部前視圖，展示了多個壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸是如何被電機(jī)驅(qū)動的，
[0044]-圖4描繪了示意和局部視圖，展示了根據(jù)本發(fā)明的制冷和/或液化裝置的另一個示例性實(shí)施例的細(xì)節(jié)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行，展示了包含潤滑油的裝置的氣體的凈化。
[0045]在圖1中局部和示意性描繪的冷卻和/或液化裝置在(例如4K至80K之間的)低溫度下運(yùn)行。這個裝置優(yōu)選地包含工作氣體，該工作氣體包含氦氣或者由純氦氣組成。裝置I常規(guī)地包括工作回路，該工作回路配備有壓縮站2和蓄冷盒3。
[0046]工作回路18使該工作氣體經(jīng)受包括以下順序的循環(huán):在壓縮站2中對工作流體的壓縮、在蓄冷盒3中的冷卻(和可能的膨脹)、并且對工作流體的加熱以便使其返回至壓縮站2。
[0047]壓縮站2包括一個或多個壓縮級，每個壓縮級使用一個或多個壓縮機(jī)12。
[0048]如在圖2中示意性展示的，每個壓縮機(jī)葉輪12被緊固到轉(zhuǎn)軸25上，該轉(zhuǎn)軸被安裝成在多個軸承5上旋轉(zhuǎn)。密封件17尤其被定位在轉(zhuǎn)軸25的一個末端處。
[0049]每個壓縮機(jī)12的轉(zhuǎn)軸25常規(guī)地經(jīng)由齒輪機(jī)構(gòu)7被電機(jī)4的輸出軸6旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，該齒輪機(jī)構(gòu)(尤其是倍速器系統(tǒng))被容納在機(jī)械齒輪箱8中。
[0050]如在圖3中可見，電機(jī)的輸出軸6可以驅(qū)動至少一個齒輪7的若干個壓縮機(jī)12轉(zhuǎn)軸25。
[0051]機(jī)械齒輪箱8被封閉并且包含油性氣氛以及例如由機(jī)械運(yùn)動部分設(shè)定成運(yùn)動的潤滑油浴9。
[0052]根據(jù)一個有利特征，機(jī)械齒輪箱8的內(nèi)部體積包含由一種氣態(tài)混合物組成的氣態(tài)氣氛，該氣態(tài)混合物具有的平均摩爾質(zhì)量低于空氣的摩爾質(zhì)量。即，代替在這個齒輪箱8中提供空氣或氮?dú)獾臍夥?，提供的?nèi)部氣體氣氛具有的摩爾質(zhì)量低于空氣或氮?dú)?。例如，齒輪箱的內(nèi)部包含預(yù)定比例的氦氣。
[0053]出于優(yōu)選，在機(jī)械齒輪箱8內(nèi)部的氣態(tài)環(huán)境包含氦氣和可能的以下氣體中的至少一種氣體:氮?dú)?、氬氣、該工作流體的一種或多種成分。在機(jī)械齒輪箱8內(nèi)部的氣態(tài)氣氛例如包括的氦氣的摩爾比例高于空氣中的氦氣的比例。出于優(yōu)選，在機(jī)械齒輪箱8內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括主要摩爾比例的氦氣，有可能附加以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):氮?dú)?、氬氣、空氣、該工作流體的一種或多種成分。
[0054]這種氣態(tài)氣氛可以極大地減少對壓縮機(jī)的機(jī)械損失的貢獻(xiàn)并且因此改善裝置的效率。確切地，在具有相對較低的摩爾質(zhì)量的氣體的氣氛中，在運(yùn)動部分(轉(zhuǎn)軸、齒輪、齒輪組等)之間的摩擦減小。這些機(jī)械運(yùn)動部分運(yùn)動的速度越高，在摩擦中的這種減小越大。
[0055]可以提供低摩爾質(zhì)量的氣體源，以便在齒輪箱8內(nèi)維持這種氣氛。可以提供一個或多個傳感器來監(jiān)測這種氣氛并且如果需要的話調(diào)整其構(gòu)成。
[0056]出于優(yōu)選，機(jī)械齒輪箱8因此被密封。
[0057]如在圖1和圖2中所展示的，裝置I可以任選地包括構(gòu)件10，該構(gòu)件用于至少在該壓縮機(jī)或這些壓縮機(jī)12的一個軸承5處噴射緩沖氣體以便形成氣體屏障，該氣體屏障朝一個收集區(qū)引導(dǎo)來自該工作回路的泄漏的工作流體。
[0058]此外，有利地并且盡管這不是必要的，可以使用回收的緩沖氣體和工作氣體的混合物來饋送到機(jī)械齒輪箱8的內(nèi)部(以便形成低摩爾質(zhì)量的氣氛)。
[0059]的確，在這種情況下，如果在工作氣體中已經(jīng)存在氦氣，則將這種相同的氦氣氣體用作緩沖氣體和/或允許氦氣或工作氣體“泄漏”到齒輪箱8中(如已經(jīng)在圖2中使用箭頭示意性地展示出的)是有利的。
[0060]相比之下，在轉(zhuǎn)軸25上的另外的密封系統(tǒng)可以比在現(xiàn)有技術(shù)中提出的解決方案更簡單。因此可以減少壓縮機(jī)的總體制造成本。
[0061]出于優(yōu)選，因此被發(fā)送到機(jī)械齒輪箱8中的氦氣需要被收復(fù)，因?yàn)閾p失其將減少這種解決方案的經(jīng)濟(jì)效益。
[0062]為了將其實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選地收復(fù)和處理被傳遞到機(jī)械齒輪箱8中的這種氦氣。因此，可以將第一油分尚系統(tǒng)安裝成限制將尚開壓縮機(jī)12的齒輪箱8的油量。如果沒有完美地針對外部將機(jī)械齒輪箱8密封，則經(jīng)回收的氦氣可能包含空氣的雜質(zhì)。
[0063]因此必須盡可能地針對外部環(huán)境來密封(尤其是包含速度倍增機(jī)構(gòu)的)機(jī)械齒輪箱8，以便避免使氦氣過量損失到外部。
[0064]如在圖1中示意性地展示的，因此還優(yōu)選的是，提供用于凈化經(jīng)回收的氦氣(線16)的凈化系統(tǒng)11以便分離殘余的油并且還將這種氦氣凈化掉其他污染物(例如:空氣、水等)使得其可以被收復(fù)并且有可能將這種氦氣重新噴射(線14)到工作循環(huán)中。
[0065]通常，這個機(jī)械齒輪箱的油9還被在其外部的系統(tǒng)管理，該系統(tǒng)具有儲箱、栗以及噴射及調(diào)節(jié)閥。
[0066]與氦氣接觸的油回路將還需要限制氦氣通向外部的損失。
[0067]凈化系統(tǒng)11將優(yōu)選地包含機(jī)械過濾、聚結(jié)器和/或吸收類型的常規(guī)元件，從而允許去除存在于氦氣中的油蒸汽和液滴。
[0068]如在圖3的實(shí)例中所展示的，第一導(dǎo)出管16將來自齒輪箱8的氣體和油的混合物回收至凈化構(gòu)件111。在圖3中的凈化構(gòu)件111可以包括“聚結(jié)器”或由之組成，從而可以通過經(jīng)由線13直接返回來限制以液體形式離開齒輪箱的油量。凈化構(gòu)件111的另一個出口 14可以包括仍需要處理蒸汽和/或其他雜質(zhì)的流動。
[0069]如果這個構(gòu)件111執(zhí)行所有的凈化任務(wù)，則經(jīng)凈化的油可以經(jīng)由第二返回管13返回至機(jī)械齒輪箱8。在凈化過程中回收的氦氣例如被發(fā)送至工作回路。
[0070]如在圖4中所展示的，可能必須在處理(凈化)之前對與由導(dǎo)出管16回收的油混合的這種氦氣進(jìn)行壓縮。為此目的，可以在凈化構(gòu)件11的上游提供收復(fù)壓縮機(jī)15。
[0071]根據(jù)一個有利的特定特征，如果這個收復(fù)壓縮機(jī)15是油壓縮機(jī)類型的，則將相同的油(或化學(xué)上兼容的油)用于壓縮站2的這些壓縮機(jī)12的這些機(jī)械齒輪箱8并且用于收復(fù)壓縮機(jī)15。如果這個收復(fù)壓縮機(jī)15是潤滑螺紋類型的壓縮機(jī)，則需要預(yù)定的油以允許將油和氦氣更好地最終分離。例如，可以使用具有低飽和蒸氣壓力的合成型油。
[0072]凈化構(gòu)件11因此可以共用于這兩個壓縮系統(tǒng)(站2的壓縮機(jī)12和收復(fù)壓縮機(jī)15)。
[0073]這允許裝置的標(biāo)準(zhǔn)化并允許其總成本降低。
[0074]該裝置和該方法因此可以簡化這些軸承5的結(jié)構(gòu)。裝置I和其操作的成本較低。尤其改善了在機(jī)械齒輪箱8中的壓縮機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于使工作流體低溫液化和/或冷卻的裝置，該工作流體包括氦氣或是由純氦氣組成的，該裝置(I)包括一個工作回路，該工作回路配備有一個壓縮站(2)并且配備有一個蓄冷盒(3)，該壓縮站(2)包括各自使用一個或多個壓縮機(jī)的一個或多個壓縮級，該一個或多個壓縮機(jī)包括被緊固至一個轉(zhuǎn)軸(25)的一個壓縮機(jī)葉輪(12)，該轉(zhuǎn)軸被安裝成使其能夠在多個軸承(5)上旋轉(zhuǎn)，每個壓縮機(jī)(12)的轉(zhuǎn)軸(25)經(jīng)由一個齒輪機(jī)構(gòu)(7)被一個電機(jī)(4)的輸出軸(6)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，該齒輪機(jī)構(gòu)被容納在包含潤滑油(9)的一個機(jī)械齒輪箱(8)中，其特征在于，該機(jī)械齒輪箱(8)的內(nèi)部體積包含由一種氣態(tài)混合物組成的氣態(tài)氣氛，該氣態(tài)混合物具有的平均摩爾質(zhì)量低于空氣的摩爾質(zhì)量，在該機(jī)械齒輪箱(8)內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括的氦氣的摩爾比例大于空氣中的氦氣的(摩爾)比例，并且在于，該裝置包括一個構(gòu)件(10)，該構(gòu)件用于至少在該壓縮機(jī)或這些壓縮機(jī)(12)的一個軸承(5)處噴射緩沖氣體以形成一個氣體屏障，該氣體屏障朝一個收集區(qū)引導(dǎo)從該工作回路泄漏的工作流體，并且在于，該收集區(qū)的至少一部分包括該機(jī)械齒輪箱(8)，即，包含回收的泄漏的氦氣的緩沖氣體被饋送到該機(jī)械齒輪箱(8)的內(nèi)部體積中。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置包括用于凈化該電機(jī)齒輪箱(8)的內(nèi)部氣氛的一個構(gòu)件(11)，該構(gòu)件經(jīng)由一個第一管(16)和一個第二管(13)連接至所述電機(jī)齒輪箱(8)，該第一管用于從該齒輪箱(8)導(dǎo)出氣體和油的混合物，該第二管用于使經(jīng)凈化的油返回，該凈化構(gòu)件(11)包括一個出口(14)，該出口用于收復(fù)在凈化過程中收復(fù)的工作氣體。3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，在該機(jī)械齒輪箱(8)內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括的氦氣的摩爾比例被包括在5 %至100 %之間。4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在該機(jī)械齒輪箱(8)內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括主要摩爾比例的氦氣。5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在該機(jī)械齒輪箱(8)內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括氦氣和以下氣體中的至少一種氣體:氮?dú)?、氬氣、該工作流體的一種或多種成分。6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，該裝置包括一個構(gòu)件(15)，該構(gòu)件用于壓縮由該導(dǎo)出管(16)導(dǎo)出的混合物，從而將壓縮至預(yù)定壓力的混合物供應(yīng)給該凈化構(gòu)件(11)。7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，用于壓縮來自該齒輪箱的內(nèi)部氣氛的氣體和油的混合物的該構(gòu)件(15)包括一個油潤滑機(jī)構(gòu)，該油潤滑機(jī)構(gòu)的油與該機(jī)械齒輪箱(8)的潤滑油(9)是相同的或者具有相同的種類，并且在于，該凈化構(gòu)件(11)共用于這兩者，從而對該機(jī)械齒輪箱(8)的潤滑油(9)和用于壓縮由該導(dǎo)出管(16)導(dǎo)出的混合物的該構(gòu)件(15)的油進(jìn)行凈化。8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該壓縮站(2)中的壓縮機(jī)中的至少一些壓縮機(jī)是離心式的壓縮機(jī)。9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該緩沖氣體包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):氦氣、氮?dú)狻⒃摴ぷ髁黧w的一種或多種成分。10.—種方法，該方法用于借助于一個制冷器/液化器來使工作流體低溫液化和/或冷卻，該工作流體尤其是包括氦氣或由純氦氣組成的工作流體，該制冷器/液化器包括一個工作回路，該工作回路配備有一個壓縮站(2)并且配備有一個蓄冷盒(3)，該制冷器/液化器使該工作回路中的該工作氣體經(jīng)受包括以下順序的一個循環(huán):在該壓縮站(2)中對該工作流體的壓縮、在該蓄冷盒(3)中的冷卻、和對該工作流體的加熱以便使其返回至該壓縮站(2)，該壓縮站(2)包括各自使用一個或多個壓縮機(jī)的一個或多個壓縮級，該一個或多個壓縮機(jī)包括被緊固至一個轉(zhuǎn)軸(25)的一個壓縮機(jī)葉輪(12)，該轉(zhuǎn)軸被安裝成使其能夠在多個軸承(5)上旋轉(zhuǎn)，每個壓縮機(jī)(12)的轉(zhuǎn)軸(25)經(jīng)由一個齒輪機(jī)構(gòu)(7)被一個電機(jī)(4)的輸出軸(6)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，該齒輪機(jī)構(gòu)被容納在包含潤滑油(9)的一個機(jī)械齒輪箱(8)中，其特征在于，將在該機(jī)械齒輪箱(8)的內(nèi)部體積之內(nèi)的氣態(tài)氣氛控制成包含一種氣態(tài)混合物，該氣態(tài)混合物具有的平均摩爾質(zhì)量低于空氣的摩爾質(zhì)量，在該機(jī)械齒輪箱(8)內(nèi)部的氣態(tài)氣氛包括的氦氣的摩爾比例大于空氣中的氦氣的(摩爾)比例，并且在于，該制冷器/液化器包括一個構(gòu)件(10)，該構(gòu)件用于至少在該壓縮機(jī)或這些壓縮機(jī)(12)的一個軸承(5)處噴射緩沖氣體以形成一個氣體屏障，該氣體屏障朝一個收集區(qū)引導(dǎo)從該工作回路泄漏的工作流體，并且在于，該收集區(qū)的至少一部分包括該機(jī)械齒輪箱(8 )，即，包含回收的泄漏的氦氣的緩沖氣體被饋送到該機(jī)械齒輪箱(8)的內(nèi)部體積中。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該方法包括至少在該壓縮機(jī)或這些壓縮機(jī)(12)的一個軸承(5)處噴射緩沖氣體的一個步驟，以便形成一個氣態(tài)屏障，該氣態(tài)屏障朝一個收集區(qū)引導(dǎo)從該工作回路泄漏的工作流體，并且在于，該齒輪箱(8)的內(nèi)部體積被饋送有緩沖氣體與所收集的泄漏的氦氣的混合物。12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，該方法包括凈化該齒輪箱(8)的內(nèi)部氣氛的一個步驟，以便將該工作氣體、該油分離，并且將經(jīng)凈化的油重新噴射到該齒輪箱(8)中。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該方法在該凈化步驟之前包括壓縮該氣氛的氣體和油的混合物的一個步驟。
【文檔編號】F25B31/00GK106062494SQ201480066179
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年11月6日
【發(fā)明人】讓-馬克·本哈特, 法比耶娜·迪朗
【申請人】喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司