[go: up one dir, main page]

JP2017008776A - Expansion turbine device - Google Patents

Expansion turbine device Download PDF

Info

Publication number
JP2017008776A
JP2017008776A JP2015123769A JP2015123769A JP2017008776A JP 2017008776 A JP2017008776 A JP 2017008776A JP 2015123769 A JP2015123769 A JP 2015123769A JP 2015123769 A JP2015123769 A JP 2015123769A JP 2017008776 A JP2017008776 A JP 2017008776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
bearing
pressure
chamber
labyrinth seal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015123769A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6616109B2 (en
Inventor
英嗣 石丸
Hidetsugu Ishimaru
英嗣 石丸
雄一 齋藤
Yuichi Saito
雄一 齋藤
大祐 仮屋
Daisuke Kariya
大祐 仮屋
遼太 武内
Ryota Takeuchi
遼太 武内
直人 阪井
Naoto Sakai
直人 阪井
智浩 阪本
Tomohiro Sakamoto
智浩 阪本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP2015123769A priority Critical patent/JP6616109B2/en
Priority to AU2016280925A priority patent/AU2016280925B2/en
Priority to CN201680034867.6A priority patent/CN107614836B/en
Priority to PCT/JP2016/002900 priority patent/WO2016203768A1/en
Publication of JP2017008776A publication Critical patent/JP2017008776A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6616109B2 publication Critical patent/JP6616109B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0603Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion
    • F16C32/0614Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a gas cushion, e.g. an air cushion the gas being supplied under pressure, e.g. aerostatic bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/76Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/80Labyrinth sealings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Abstract

【課題】静圧気体軸受を備える膨張タービン装置において低温ガスのシール漏洩を抑制することを目的とする。【解決手段】膨張タービン装置1は、回転軸13と、静圧気体軸受14a〜14dと、第1ラビリンスシール30と、第1ラビリンスシール30の途中に冷媒と同じ種類のガスを供給するためのガス供給経路55と、静圧気体軸受の軸受室23出口に上流端が接続され、静圧気体軸受を通過した軸受ガスと第1ラビリンスシール30を通じて膨張室21から軸受室23に漏洩する冷媒ガスと第1ラビリンスシール30の途中に供給されるガスとの混合ガスを排出する軸受排気ライン(混合ガス排出経路)18と、を備え、第1ラビリンスシール30の途中に供給されるガスの圧力が膨張室21の入口圧力より低く且つ静圧軸受けの背圧より高い。【選択図】図5An object of the present invention is to suppress seal leakage of low-temperature gas in an expansion turbine apparatus including a static pressure gas bearing. An expansion turbine device (1) supplies a rotary shaft (13), static pressure gas bearings (14a to 14d), a first labyrinth seal (30), and a gas of the same type as a refrigerant in the middle of the first labyrinth seal (30). The upstream end is connected to the gas supply path 55 and the outlet of the bearing chamber 23 of the static pressure gas bearing, and the refrigerant gas that leaks from the expansion chamber 21 to the bearing chamber 23 through the first labyrinth seal 30 and the bearing gas that has passed through the static pressure gas bearing. And a bearing exhaust line (mixed gas discharge path) 18 for discharging a mixed gas of the first labyrinth seal 30 and a gas supplied in the middle of the first labyrinth seal 30, and the pressure of the gas supplied in the middle of the first labyrinth seal 30 is It is lower than the inlet pressure of the expansion chamber 21 and higher than the back pressure of the static pressure bearing. [Selection] Figure 5

Description

本発明は、膨張タービン装置に関し、特に静圧気体軸受を備える膨張タービン装置の漏洩防止技術に関する。   The present invention relates to an expansion turbine device, and more particularly to a leakage prevention technique for an expansion turbine device including a static pressure gas bearing.

一般に、水素ガス、ヘリウムガス等の原料ガスを液化する液化システムは、原料ガスを送るフィードライン、冷媒ガスを循環させる冷媒循環ライン、及び冷媒で原料ガスを冷却するための熱交換器を備えている。冷媒循環ラインを循環する冷媒ガスは、圧縮機で圧縮された後、膨張タービンにより断熱膨張されて降温する。原料ガスは降温された冷媒ガスと熱交換器で熱交換する事により冷却される。   Generally, a liquefaction system for liquefying a source gas such as hydrogen gas or helium gas includes a feed line for sending the source gas, a refrigerant circulation line for circulating the refrigerant gas, and a heat exchanger for cooling the source gas with the refrigerant. Yes. The refrigerant gas circulating in the refrigerant circulation line is compressed by the compressor, then adiabatically expanded by the expansion turbine, and the temperature is lowered. The raw material gas is cooled by exchanging heat with the cooled refrigerant gas in the heat exchanger.

膨張タービンには回転軸を支持するための軸受が必要になる。軸受として潤滑油を用いた液体軸受を適用すると、潤滑油が膨張タービンを通過する冷媒ガスに混入する恐れがある。そのため、軸受には、冷媒ガスと同じ種類のガスを用いた気体軸受を適用することが好ましい。気体軸受の内、静圧気体軸受は、液化システムの始動時及び停止時に軸受面と回転軸との間の摩擦を小さく抑える事が可能であり、また超高速回転に適している。このため、静圧気体軸受は膨張タービンの軸受として使用される(例えば特許文献1を参照)。   The expansion turbine needs a bearing for supporting the rotating shaft. If a liquid bearing using lubricating oil is applied as the bearing, the lubricating oil may be mixed into the refrigerant gas passing through the expansion turbine. Therefore, it is preferable to apply a gas bearing using the same type of gas as the refrigerant gas to the bearing. Of the gas bearings, static pressure gas bearings can suppress friction between the bearing surface and the rotating shaft at the time of starting and stopping the liquefaction system, and are suitable for ultra-high speed rotation. For this reason, static pressure gas bearings are used as bearings for expansion turbines (see, for example, Patent Document 1).

静圧気体軸受を用いる膨張タービンは、静圧気体軸受に冷媒ガスと同じ種類の軸受ガスを供給するための軸受供給ラインと、静圧気体軸受を通過した軸受ガスを排気する軸受排気ラインを備える。膨張タービン内部の軸受室には回転軸が挿設され、軸受供給ラインと軸受排気ラインが連通されている。回転軸の一端に設けられたタービンインペラは、膨張室に収容される。膨張室は、タービンインペラの外周側には冷媒ガスが流入する膨張室入口が形成され、中心部軸方向には冷媒ガスが流出する膨張室出口が形成される。一方、回転軸の他端に設けられたブレーキインペラは、制動ガス室に収容される。制動ガス室には、制動ガス室の出口と入口とを連通させる連通路が形成され、ブレーキインペラを含む閉回路が形成される。   An expansion turbine using a static pressure gas bearing includes a bearing supply line for supplying a bearing gas of the same type as the refrigerant gas to the static pressure gas bearing, and a bearing exhaust line for exhausting the bearing gas that has passed through the static pressure gas bearing. . A rotation shaft is inserted into a bearing chamber inside the expansion turbine, and a bearing supply line and a bearing exhaust line are communicated with each other. A turbine impeller provided at one end of the rotating shaft is accommodated in the expansion chamber. In the expansion chamber, an expansion chamber inlet into which refrigerant gas flows is formed on the outer peripheral side of the turbine impeller, and an expansion chamber outlet from which refrigerant gas flows out is formed in the central axis direction. On the other hand, the brake impeller provided at the other end of the rotating shaft is accommodated in the braking gas chamber. In the braking gas chamber, a communication path that connects the outlet and the inlet of the braking gas chamber is formed, and a closed circuit including a brake impeller is formed.

膨張タービンのタービンインペラの背面には、膨張室から軸受室へ低温の冷媒ガスが漏洩するのを抑制するためにラビリンスシールが設けられる(例えば特許文献2を参照)。   A labyrinth seal is provided on the rear surface of the turbine impeller of the expansion turbine in order to prevent low-temperature refrigerant gas from leaking from the expansion chamber to the bearing chamber (see, for example, Patent Document 2).

特開2000−55050号公報JP 2000-55050 A 特開平6−26301号公報JP-A-6-26301

しかし、ラビリンスシールは回転軸との間に一定の隙間があるため、シール差圧がある限り漏洩を完全に防ぐ事はできない。膨張室から軸受室への低温ガスの漏洩が増加すると、膨張タービンの効率が低下するとともに、軸受室が冷却されるために回転軸とラジアル静圧軸受の隙間寸法が変化し、場合によっては回転軸とラジアル静圧軸受との接触が生じる。   However, since the labyrinth seal has a certain gap with the rotating shaft, the leakage cannot be completely prevented as long as there is a differential pressure of the seal. When the leakage of low-temperature gas from the expansion chamber to the bearing chamber increases, the efficiency of the expansion turbine decreases, and the bearing chamber is cooled, so that the clearance between the rotating shaft and the radial hydrostatic bearing changes, and in some cases it rotates. Contact between the shaft and the radial hydrostatic bearing occurs.

そこで、本発明は、静圧気体軸受を備える膨張タービンにおいて低温ガスのシール漏洩を抑制することを目的とする。   Then, an object of this invention is to suppress the seal | sticker leakage of a low temperature gas in an expansion turbine provided with a static pressure gas bearing.

本発明の一態様に係る膨張タービン装置は、内部に膨張室と制動ガス室と軸挿通孔とが形成され、且つ前記軸挿通孔は前記膨張室と前記制動ガス室とを連通し且つ回転軸が挿通可能なように形成された本体と、前記膨張室に収容され、冷媒ガスを膨張させるタービンインペラと、前記制動ガス室に収容され、前記冷媒ガスと同じ種類の制動ガスによって制動されるブレーキインペラと、前記軸挿通孔に隙間を有して挿通され、一方の端部に前記タービンインペラが設けられ、他方の端部に前記ブレーキインペラが設けられた前記回転軸と、前記軸挿通孔内に形成された軸受室に設けられ、入口から供給され且つ出口から排出される前記冷媒ガスと同じ種類の軸受ガスの静圧によって前記回転軸を回転可能に支持する静圧気体軸受と、前記軸受室と前記膨張室との間に設けられたラビリンスシールと、前記ラビリンスシールの途中に前記冷媒ガスと同じ種類のガスを供給するためのガス供給経路と、前記静圧気体軸受の軸受室出口に上流端が接続され、前記静圧気体軸受を通過した前記軸受ガスと前記ラビリンスシールを通じて前記膨張室から前記軸受室に漏洩する冷媒ガスと前記ラビリンスシールの途中に供給されるガスとの混合ガスを排出する混合ガス排出経路と、を備え、前記ラビリンスシールの途中に供給されるガスの圧力が前記膨張室の入口圧力より低く且つ前記静圧軸受けの背圧より高い。   An expansion turbine apparatus according to an aspect of the present invention has an expansion chamber, a braking gas chamber, and a shaft insertion hole formed therein, and the shaft insertion hole communicates the expansion chamber and the braking gas chamber and has a rotating shaft. Is inserted into the main body, the turbine impeller accommodated in the expansion chamber and expands the refrigerant gas, and the brake accommodated in the braking gas chamber and braked by the same type of braking gas as the refrigerant gas. An impeller, a shaft inserted through the shaft insertion hole with a gap, the rotating shaft provided with the turbine impeller at one end and the brake impeller at the other end, and the shaft insertion hole A hydrostatic gas bearing which is provided in a bearing chamber formed in the bearing chamber and rotatably supports the rotating shaft by a static pressure of a bearing gas of the same type as the refrigerant gas supplied from the inlet and discharged from the outlet; and the bearing And a labyrinth seal provided between the expansion chamber, a gas supply path for supplying the same kind of gas as the refrigerant gas in the middle of the labyrinth seal, and upstream of the bearing chamber outlet of the hydrostatic gas bearing The mixed gas of the bearing gas that is connected to the end and passed through the hydrostatic gas bearing, the refrigerant gas that leaks from the expansion chamber to the bearing chamber through the labyrinth seal, and the gas that is supplied in the middle of the labyrinth seal is discharged. And a mixed gas discharge path, wherein the pressure of the gas supplied in the middle of the labyrinth seal is lower than the inlet pressure of the expansion chamber and higher than the back pressure of the static pressure bearing.

上記構成によれば、ラビリンスシールの途中に膨張室の入口圧力より低く且つ静圧軸受けの背圧より高い圧力のガスが供給されるので、ラビリンスシールを介して膨張室から混合ガス排出経路に漏洩する冷媒ガスの量が、実質的にガスの供給圧によって定まる。従って、ガスを供給しない場合に比べて、同じ静圧気体軸受の背圧に対する冷媒ガスの漏洩量を低減することができる。例えば、ガスを供給しない場合には、冷媒ガスの漏洩量を減らすために、軸受背圧を上げ、ラビリンス差圧を小さくする方法があるが、軸受性能の低下の恐れがある。これに対し、上記構成により、ガスが供給されるので、軸受背圧を上げることなく、ラビリンスシールからの冷媒ガスの漏洩量を抑えることができる。   According to the above configuration, gas having a pressure lower than the inlet pressure of the expansion chamber and higher than the back pressure of the static pressure bearing is supplied in the middle of the labyrinth seal, and therefore leaks from the expansion chamber to the mixed gas discharge path via the labyrinth seal. The amount of the refrigerant gas to be determined is substantially determined by the gas supply pressure. Therefore, the leakage amount of the refrigerant gas with respect to the back pressure of the same static pressure gas bearing can be reduced as compared with the case where no gas is supplied. For example, when no gas is supplied, there is a method of increasing the bearing back pressure and reducing the labyrinth differential pressure in order to reduce the leakage amount of the refrigerant gas. On the other hand, since gas is supplied by the said structure, the leakage amount of the refrigerant gas from a labyrinth seal can be suppressed, without raising a bearing back pressure.

上記膨張タービン装置は、前記ガスの圧力を計測する第1圧力センサと、前記ガス供給経路に設けられ、前記ガスの圧力を調整する圧力調整弁と、前記膨張室の入口圧力を計測する第2圧力センサと、前記ガスの圧力が前記膨張室の入口圧力より低く且つ前記静圧軸受けの背圧より高くなるように前記圧力調整弁を制御する制御装置と、を更に備えてもよい。   The expansion turbine apparatus includes a first pressure sensor that measures the pressure of the gas, a pressure adjustment valve that is provided in the gas supply path, and that adjusts the pressure of the gas, and a second pressure that measures the inlet pressure of the expansion chamber. The apparatus may further include a pressure sensor and a control device that controls the pressure adjusting valve so that the pressure of the gas is lower than an inlet pressure of the expansion chamber and higher than a back pressure of the static pressure bearing.

上記構成によれば、制御装置がガスの圧力を膨張室の入口圧力より低く且つ静圧軸受けの背圧より高くなるように制御するので、漏洩量を減らすために軸受背圧を上げる必要がなく、背圧上昇による軸受性能の低下を防止することができる。   According to the above configuration, since the control device controls the gas pressure to be lower than the inlet pressure of the expansion chamber and higher than the back pressure of the static pressure bearing, there is no need to increase the bearing back pressure to reduce the amount of leakage. Further, it is possible to prevent a decrease in bearing performance due to an increase in back pressure.

前記制御装置は、前記ラビリンスシールの途中に供給する前記ガスの初期圧力を軸受背圧と同程度で制御し、前記混合ガス排出経路を流れる混合ガスの温度が低下した場合に、前記ガスの圧力を上昇させるように前記圧力調整弁を制御してもよい。   The control device controls the initial pressure of the gas supplied in the middle of the labyrinth seal to the same degree as the bearing back pressure, and the pressure of the gas when the temperature of the mixed gas flowing through the mixed gas discharge path decreases. The pressure regulating valve may be controlled to raise the pressure.

上記構成によれば、ラビリンスシールを通じて膨張室から漏洩する冷媒ガスが増加すると混合ガス排出経路の温度が低下するが、ラビリンスシールに供給するガスの圧力を上昇させることにより、ラビリンスシールのタービン側圧力とガスの圧力を平衡させることができ、理論上はタービンからの低温ガスの漏洩をなくすことができる。また、タービン側を流れている低温ガスの漏洩量が少なくなるので、常温側の温度低下を防ぐことができる。   According to the above configuration, when the refrigerant gas leaking from the expansion chamber through the labyrinth seal increases, the temperature of the mixed gas discharge path decreases, but by increasing the pressure of the gas supplied to the labyrinth seal, the turbine side pressure of the labyrinth seal And gas pressure can be balanced, and theoretically, leakage of low temperature gas from the turbine can be eliminated. Moreover, since the amount of leakage of the low temperature gas flowing on the turbine side is reduced, it is possible to prevent a temperature drop on the normal temperature side.

本発明によれば、静圧気体軸受を備える膨張タービン装置において低温ガスのシール漏洩を抑制することができる。これにより、タービンの効率低下、軸受室の冷却を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the seal leak of a low temperature gas can be suppressed in an expansion turbine apparatus provided with a static pressure gas bearing. Thereby, the efficiency fall of a turbine and the cooling of a bearing chamber can be suppressed.

第1実施形態に係る膨張タービン装置の構造を示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the structure of the expansion turbine apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1のラジアル静圧軸受の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the radial hydrostatic bearing of FIG. 図1のスラスト静圧軸受の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the thrust hydrostatic bearing of FIG. 図1のラビリンスシールの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the labyrinth seal of FIG. 図1の膨張タービン装置の全体的な構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the expansion turbine apparatus of FIG. 第2実施形態に係る膨張タービン装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the expansion turbine apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. Below, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is the same or it corresponds through all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る膨張タービン装置の構造を示す一部断面図である。図1に示すように、膨張タービン装置1は、本体10内部に膨張室21と制動ガス室20と軸挿通孔22とが形成される。本体10は、例えば、ケーシング形状に形成される。軸挿通孔22は、膨張室21と制動ガス室20とを連通し且つ回転軸13が挿通可能なように形成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of the expansion turbine apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the expansion turbine device 1 has an expansion chamber 21, a braking gas chamber 20, and a shaft insertion hole 22 formed in the main body 10. The main body 10 is formed in a casing shape, for example. The shaft insertion hole 22 is formed so that the expansion chamber 21 and the braking gas chamber 20 communicate with each other and the rotation shaft 13 can be inserted.

回転軸13は、軸挿通孔22に隙間を有して挿通され、一方の端部にタービンインペラ11が設けられ、他方の端部にブレーキインペラ12が設けられる。回転軸13は、本体10内で上下方向に延び、上下軸線回りに回転可能に支持されている。   The rotary shaft 13 is inserted into the shaft insertion hole 22 with a gap, the turbine impeller 11 is provided at one end, and the brake impeller 12 is provided at the other end. The rotary shaft 13 extends in the vertical direction within the main body 10 and is supported so as to be rotatable about the vertical axis.

タービンインペラ11は、膨張室21に収容され、冷媒ガスを膨張させるように構成される。タービンインペラ11は、回転軸13の下端部に形成されている。本体10下部には、膨張室入口24、タービンノズル25及び膨張室出口26が形成されている。膨張室入口24は、本体10の下部に開口している。タービンノズル25は、一端において膨張室入口24と連通し、他端において膨張室21と連通している。膨張室出口26は、本体10の中央下部に開口しており、これによりタービンインペラ11の膨張室21が本体10外部に連通する。膨張室入口24に流入した冷媒は、タービンノズル25の前記他端よりタービンインペラ11に向けて噴射される。冷媒は、タービンインペラ11の回転に伴い膨張及び降温した後に、膨張室出口26から本体10外部に流出する。   The turbine impeller 11 is accommodated in the expansion chamber 21 and configured to expand the refrigerant gas. The turbine impeller 11 is formed at the lower end of the rotating shaft 13. An expansion chamber inlet 24, a turbine nozzle 25, and an expansion chamber outlet 26 are formed in the lower part of the main body 10. The expansion chamber inlet 24 opens to the lower part of the main body 10. The turbine nozzle 25 communicates with the expansion chamber inlet 24 at one end and communicates with the expansion chamber 21 at the other end. The expansion chamber outlet 26 opens at the center lower portion of the main body 10, whereby the expansion chamber 21 of the turbine impeller 11 communicates with the outside of the main body 10. The refrigerant flowing into the expansion chamber inlet 24 is injected from the other end of the turbine nozzle 25 toward the turbine impeller 11. The refrigerant expands and cools down as the turbine impeller 11 rotates, and then flows out of the main body 10 from the expansion chamber outlet 26.

ブレーキインペラ12は、制動ガス室20に収容され、冷媒ガスと同じ種類の制動ガスによって制動される。ブレーキインペラ12は、回転軸13の上端部に形成されている。本体10上部には、制動ガス室入口27及び制動ガス室出口29が形成され、これによりブレーキインペラ12を収容している制動ガス室20が本体10外部の制動ライン15に連通する。制動ライン15から制動ガス室入口27に流入した常温の制動ガスは、ブレーキインペラ12に向けてそのまま流入する。制動ガスは、ブレーキインペラ12の回転に伴い圧縮されて昇圧及び昇温した後に、制動ガス室出口29から制動ライン15を経て制動ガス室入口27へ戻る。   The brake impeller 12 is housed in the braking gas chamber 20 and is braked by the same type of braking gas as the refrigerant gas. The brake impeller 12 is formed at the upper end of the rotating shaft 13. A brake gas chamber inlet 27 and a brake gas chamber outlet 29 are formed in the upper portion of the main body 10, and thereby the brake gas chamber 20 accommodating the brake impeller 12 communicates with the brake line 15 outside the main body 10. The normal-temperature braking gas that has flowed into the braking gas chamber inlet 27 from the braking line 15 flows directly toward the brake impeller 12. The braking gas is compressed along with the rotation of the brake impeller 12 to increase in pressure and temperature, and then returns from the braking gas chamber outlet 29 to the braking gas chamber inlet 27 through the braking line 15.

静圧気体軸受14は、軸挿通孔22に形成された軸受室23に設けられ、前記膨張室入口24から供給され且つ前記膨張室出口26から排出される冷媒ガスと同じ種類の軸受ガスの静圧によって回転軸13を回転可能に支持する。静圧気体軸受14は、回転軸13を径方向において回転可能に支持するラジアル静圧気体軸受14a及び14dと、回転軸13を軸方向において回転可能に支持するスラスト静圧気体軸受14b及び14cとを備える。これらの静圧気体軸受14a〜14dは、略円筒状に形成され、回転軸13の外周側を取り囲むようにして設けられる。軸受室23に、膨張室21から制動ガス室20に向かって、第1ラジアル静圧軸受14d、第1スラスト静圧軸受14c、第2スラスト静圧軸受14b、第2ラジアル静圧軸受14aが順に位置するように設けられる。第2スラスト静圧軸受14b及び第1スラスト静圧軸受14cは、回転軸13の上下中央部から径方向に突出するスラストカラー34を上下方向に挟むようにして配置される。   The static pressure gas bearing 14 is provided in a bearing chamber 23 formed in the shaft insertion hole 22, and static pressure gas bearing 14 of the same type as the refrigerant gas supplied from the expansion chamber inlet 24 and discharged from the expansion chamber outlet 26. The rotating shaft 13 is rotatably supported by the pressure. The static pressure gas bearing 14 includes radial static pressure gas bearings 14a and 14d that support the rotary shaft 13 rotatably in the radial direction, and thrust static pressure gas bearings 14b and 14c that support the rotary shaft 13 rotatably in the axial direction. Is provided. These static pressure gas bearings 14 a to 14 d are formed in a substantially cylindrical shape and are provided so as to surround the outer peripheral side of the rotating shaft 13. The first radial hydrostatic bearing 14d, the first thrust hydrostatic bearing 14c, the second thrust hydrostatic bearing 14b, and the second radial hydrostatic bearing 14a are sequentially provided in the bearing chamber 23 from the expansion chamber 21 toward the braking gas chamber 20. It is provided so that it may be located. The second thrust hydrostatic bearing 14b and the first thrust hydrostatic bearing 14c are arranged so as to sandwich the thrust collar 34 protruding in the radial direction from the upper and lower central portion of the rotating shaft 13 in the vertical direction.

本体10内には、第1共通給気通路35aと、第2共通給気通路35bと、共通排気通路36が形成される。第1共通給気通路35aと、第2共通給気通路35bと、共通排気通路36は、周方向に異なる位置に形成される。第1共通給気通路35aは、軸受ガス入口49と連通し、軸受ガスを第2ラジアル静圧軸受14a、第1ラジアル静圧軸受14dの隙間に供給される軸受ガスが流れる通路であり、第2共通給気通路35bは、軸受ガス入口49と連通し、軸受ガスを第2スラスト静圧軸受14b、第1スラスト静圧軸受14cの隙間に供給される軸受ガスが流れる通路である。本実施形態では、第1共通給気通路35aと第2共通給気通路35bは独立に構成されているが、共通に構成されてもよい。共通排気通路36は、軸受ガス出口50と連通し、各静圧気体軸受14a〜14dの隙間から排出された軸受ガスが流れる通路である。   In the main body 10, a first common supply passage 35a, a second common supply passage 35b, and a common exhaust passage 36 are formed. The first common supply passage 35a, the second common supply passage 35b, and the common exhaust passage 36 are formed at different positions in the circumferential direction. The first common air supply passage 35a communicates with the bearing gas inlet 49, and is a passage through which the bearing gas supplied to the gap between the second radial hydrostatic bearing 14a and the first radial hydrostatic bearing 14d flows. The two common air supply passages 35b communicate with the bearing gas inlet 49 and are passages through which the bearing gas supplied to the gap between the second thrust hydrostatic bearing 14b and the first thrust hydrostatic bearing 14c flows. In the present embodiment, the first common supply passage 35a and the second common supply passage 35b are configured independently, but may be configured in common. The common exhaust passage 36 communicates with the bearing gas outlet 50 and is a passage through which the bearing gas discharged from the gaps between the static pressure gas bearings 14a to 14d flows.

第1共通給気通路35aは、第1給気通路37及び第2給気通路38に分岐される。第2共通給気通路35bは、第3給気通路43及び第4給気通路44に分岐される。第1給気通路37は、第2ラジアル静圧軸受14aの隙間に供給される軸受ガスが流れる通路である。第2給気通路38は、第1ラジアル静圧軸受14dの隙間に供給される軸受ガスが流れる通路である。第3給気通路43は、第2スラスト静圧軸受14bの隙間に供給される軸受ガスが流れる通路である。第4給気通路44は、第1スラスト静圧軸受14cの隙間に供給される軸受ガスが流れる通路である。   The first common supply passage 35 a is branched into a first supply passage 37 and a second supply passage 38. The second common supply passage 35 b is branched into a third supply passage 43 and a fourth supply passage 44. The first air supply passage 37 is a passage through which the bearing gas supplied to the gap of the second radial hydrostatic bearing 14a flows. The second air supply passage 38 is a passage through which the bearing gas supplied to the gap of the first radial hydrostatic bearing 14d flows. The third air supply passage 43 is a passage through which the bearing gas supplied to the gap of the second thrust hydrostatic bearing 14b flows. The fourth air supply passage 44 is a passage through which the bearing gas supplied to the gap of the first thrust hydrostatic bearing 14c flows.

共通排気通路36は、第1排気通路39と、第2排気通路40と、第3排気通路41と、第4排気通路42と連通している。第1排気通路39は、第2ラジアル静圧軸受14aの隙間から上側に排出された軸受ガスが流れる通路である。第2排気通路40は、第2ラジアル静圧軸受14aの隙間から下側に排出された軸受ガス及び、第2スラスト静圧軸受14bの隙間から上側に排出された軸受ガスが流れる通路である。第3排気通路41は、第1スラスト静圧軸受14cの隙間から下側に排出された軸受ガス及び第1ラジアル静圧軸受14dの隙間から上側に排出された軸受ガスが流れる通路である。第4排気通路42は、第1ラジアル静圧軸受14dの隙間から下側に排出された軸受ガスが流れる通路である。第4排気通路42には、第1ラビリンスシール30を通じて膨張室21から第1ラジアル静圧軸受14dの軸受室23に漏洩する冷媒ガスが流入する。   The common exhaust passage 36 communicates with the first exhaust passage 39, the second exhaust passage 40, the third exhaust passage 41, and the fourth exhaust passage 42. The first exhaust passage 39 is a passage through which the bearing gas discharged upward from the clearance of the second radial hydrostatic bearing 14a flows. The second exhaust passage 40 is a passage through which the bearing gas discharged downward from the gap of the second radial hydrostatic bearing 14a and the bearing gas discharged upward from the gap of the second thrust hydrostatic bearing 14b flow. The third exhaust passage 41 is a passage through which the bearing gas discharged downward from the clearance of the first thrust hydrostatic bearing 14c and the bearing gas discharged upward from the clearance of the first radial hydrostatic bearing 14d flow. The fourth exhaust passage 42 is a passage through which the bearing gas discharged downward from the gap of the first radial hydrostatic bearing 14d flows. The refrigerant gas leaking from the expansion chamber 21 to the bearing chamber 23 of the first radial hydrostatic bearing 14 d flows into the fourth exhaust passage 42 through the first labyrinth seal 30.

図2は、第1ラジアル静圧軸受14dの断面図を模式的に示している。図2に示すように、回転軸13の外周側を取り囲むようにして略円筒状に軸受部材51が形成されている。軸受部材51は、回転軸13との間に隙間を有する。軸受部材51には複数のノズル穴(軸受入口)51aが円周方向に形成される。図1の第1共通給気通路35aから分岐された第2給気通路38を流れる軸受ガスはノズル穴51aから回転軸13に噴射される。第1ラジアル静圧軸受14dの軸受膜(点線)が、軸受部材51の内周面と回転軸13の外周面との間に形成される。第1ラジアル静圧軸受14dの隙間の一端(軸受出口)から上側に排出された軸受ガス(点線矢印)は、図1の第3排気通路41から共通排気通路36を通って排出される。第1ラジアル静圧軸受14dの隙間の他端(軸受出口)から下側に排出された軸受ガス(点線矢印)は図1の第4排気通路42から共通排気通路36を通って排出される。図1の第2ラジアル静圧軸受14aも第1ラジアル静圧軸受14dと同様な構成を備えており、軸受ガスによる軸受膜が形成され、第2ラジアル静圧軸受14aの隙間の両端(軸受出口)から上下に排出された軸受ガスは第1排気通路39及び第2排気通路40を通って共通排気通路36に導かれる。   FIG. 2 schematically shows a cross-sectional view of the first radial hydrostatic bearing 14d. As shown in FIG. 2, a bearing member 51 is formed in a substantially cylindrical shape so as to surround the outer peripheral side of the rotating shaft 13. The bearing member 51 has a gap with the rotary shaft 13. A plurality of nozzle holes (bearing inlets) 51 a are formed in the bearing member 51 in the circumferential direction. The bearing gas flowing through the second air supply passage 38 branched from the first common air supply passage 35a in FIG. 1 is injected to the rotary shaft 13 from the nozzle hole 51a. A bearing film (dotted line) of the first radial hydrostatic bearing 14 d is formed between the inner peripheral surface of the bearing member 51 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 13. The bearing gas (dotted arrow) discharged upward from one end (bearing outlet) of the gap of the first radial hydrostatic bearing 14d is discharged from the third exhaust passage 41 of FIG. The bearing gas (dotted arrow) discharged downward from the other end (bearing outlet) of the clearance of the first radial hydrostatic bearing 14d is discharged from the fourth exhaust passage 42 of FIG. 1 through the common exhaust passage 36. The second radial hydrostatic bearing 14a in FIG. 1 also has the same configuration as the first radial hydrostatic bearing 14d, a bearing film is formed by bearing gas, and both ends of the gap (bearing outlet) of the second radial hydrostatic bearing 14a are formed. The bearing gas discharged from the upper and lower sides is guided to the common exhaust passage 36 through the first exhaust passage 39 and the second exhaust passage 40.

図3は、スラスト静圧軸受14b及び14cの断面図を模式的に示している。図3に示すように、回転軸13及びスラストカラー34は、本体10内部において隙間を有して配置される。ここで第3給気通路43は、図1の第2共通給気通路35bから分岐され、第2スラスト静圧軸受14bの隙間に供給される軸受ガスが流れる通路である。第4給気通路44は、第2共通給気通路35bから分岐され、第1スラスト静圧軸受14cの隙間に供給される軸受ガスが流れる通路である。   FIG. 3 schematically shows a cross-sectional view of the thrust hydrostatic bearings 14b and 14c. As shown in FIG. 3, the rotating shaft 13 and the thrust collar 34 are arranged with a gap inside the main body 10. Here, the third air supply passage 43 is a passage branched from the second common air supply passage 35b of FIG. 1 and through which the bearing gas supplied to the gap of the second thrust hydrostatic bearing 14b flows. The fourth air supply passage 44 is a passage that branches from the second common air supply passage 35b and through which the bearing gas supplied to the gap of the first thrust hydrostatic bearing 14c flows.

第3給気通路43を流れる軸受ガスはノズル穴(軸受入口)43aから噴射され、第2スラスト静圧軸受14bの軸受膜(点線)が、軸挿通孔22の内壁22aの下端面とスラストカラー34の上端面との間に形成される。第4給気通路44を流れる軸受ガスはノズル穴44aから噴射され、第1スラスト静圧軸受14cの軸受膜(点線)が、軸挿通孔22の内壁22aの上端面とスラストカラー34の下端面との間に形成される。第2スラスト静圧軸受14bの隙間の一端(軸受出口)から上側に排出された軸受ガス(点線矢印)は図1の第2排気通路40から共通排気通路36を通って排出される。第1スラスト静圧軸受14cの隙間の他端(軸受出口)から下側に排出された軸受ガス(点線矢印)は図1の第3排気通路41から共通排気通路36を通って排出される。尚、第2スラスト静圧軸受14bの隙間の一端(軸受出口)から下側に流出した軸受ガス(点線矢印)及び第1スラスト静圧軸受14cの他端(軸受出口)から上側に流出した軸受ガス(点線矢印)も共通排気通路36を通って排出される。   The bearing gas flowing through the third air supply passage 43 is injected from the nozzle hole (bearing inlet) 43a, and the bearing film (dotted line) of the second thrust hydrostatic bearing 14b is connected to the lower end surface of the inner wall 22a of the shaft insertion hole 22 and the thrust collar. 34 is formed between the upper end surface of 34. The bearing gas flowing through the fourth air supply passage 44 is injected from the nozzle hole 44 a, and the bearing film (dotted line) of the first thrust hydrostatic bearing 14 c is connected to the upper end surface of the inner wall 22 a of the shaft insertion hole 22 and the lower end surface of the thrust collar 34. Formed between. The bearing gas (dotted arrow) discharged upward from one end (bearing outlet) of the gap of the second thrust hydrostatic bearing 14b is discharged from the second exhaust passage 40 of FIG. The bearing gas (dotted arrow) discharged downward from the other end (bearing outlet) of the clearance of the first thrust hydrostatic bearing 14c is discharged from the third exhaust passage 41 of FIG. 1 through the common exhaust passage 36. Incidentally, the bearing gas (dotted arrow) that flows downward from one end (bearing outlet) of the gap of the second thrust hydrostatic bearing 14b and the bearing that flows upward from the other end (bearing outlet) of the first thrust hydrostatic bearing 14c. Gas (dotted arrow) is also discharged through the common exhaust passage 36.

図1の本体10は、軸受ガス入口49及び軸受ガス出口50を有している。軸受ガス入口49は、第1共通給気通路35a及び第2共通給気通路35bと連通している。軸受ガス出口50は、共通排気通路36と連通している。軸受ガス入口49から、膨張タービン装置1の本体10内の静圧気体軸受14a〜14dに高圧の軸受ガスが供給される。本実施形態では、軸受ガスには冷媒ガスと同じ種類の常温の水素ガスが使用される。静圧軸受14a〜14dの軸受隙間に高圧の軸受ガスが供給されることにより、回転軸13を本体10内で回転可能に支持することができ、回転軸13のラジアル荷重及びスラスト荷重を良好に支持することができる。起動時及び停止時に、回転軸13の外周面と、静圧軸受14a〜14dの内周面との間で摩擦が生じない。このため、膨張タービン装置1及びラジアル静圧軸受14a,14dの長寿命化を図ることができる。   The main body 10 of FIG. 1 has a bearing gas inlet 49 and a bearing gas outlet 50. The bearing gas inlet 49 communicates with the first common supply passage 35a and the second common supply passage 35b. The bearing gas outlet 50 communicates with the common exhaust passage 36. High-pressure bearing gas is supplied from the bearing gas inlet 49 to the static pressure gas bearings 14 a to 14 d in the main body 10 of the expansion turbine device 1. In this embodiment, normal temperature hydrogen gas of the same type as the refrigerant gas is used as the bearing gas. By supplying high-pressure bearing gas to the bearing gaps of the hydrostatic bearings 14a to 14d, the rotating shaft 13 can be supported rotatably in the main body 10, and the radial load and thrust load of the rotating shaft 13 can be improved. Can be supported. At the time of starting and stopping, there is no friction between the outer peripheral surface of the rotating shaft 13 and the inner peripheral surfaces of the hydrostatic bearings 14a to 14d. For this reason, the lifetime of the expansion turbine device 1 and the radial hydrostatic bearings 14a and 14d can be extended.

また、軸受室23と膨張室21との間に第1ラビリンスシール30が設けられる(図1参照)。軸受室23の制動ガス室20側の端とブレーキ側ラジアル静圧軸受14aが設けられた部分との間の部分に第2ラビリンスシール31が設けられる(図1参照)。第1ラビリンスシール30及び第2ラビリンスシール31は、回転軸13の外周側を取り囲むようにして設けられる。本実施形態では第1ラビリンスシール30の途中に軸受ガスと同じ種類の常温のガスを供給するためのガス供給経路55が設けられる。   A first labyrinth seal 30 is provided between the bearing chamber 23 and the expansion chamber 21 (see FIG. 1). A second labyrinth seal 31 is provided at a portion between the end of the bearing chamber 23 on the brake gas chamber 20 side and a portion where the brake-side radial hydrostatic bearing 14a is provided (see FIG. 1). The first labyrinth seal 30 and the second labyrinth seal 31 are provided so as to surround the outer peripheral side of the rotating shaft 13. In the present embodiment, a gas supply path 55 is provided in the middle of the first labyrinth seal 30 for supplying a normal temperature gas of the same type as the bearing gas.

図4は、第1ラビリンスシール30の構成を示す模式図である。図4に示すように、第1ラビリンスシール30は、回転軸13と一定間隔を空けて回転軸13の外周側を取り囲むような内周面を有する。内周面の表面には複数のシール歯が形成される。これらのシール歯は回転軸13の外周に沿うように形成される。本実施形態ではシール歯は、静止側(第1ラビリンスシール30)に形成されているが、回転軸13側に形成されてもよい。以下ではシール歯と歯溝を合わせて1段と呼ぶ。膨張室入口24から流入した冷媒はタービンノズル25を通過した後は、全て膨張室出口26へ流出するのが理想的であるが、タービンインペラ11背面に位置する第1ラビリンスシール30へ一部漏洩することになる(図1参照)。漏洩した冷媒ガスの圧力は第1ラビリンスシール30の各段を通過する度に徐々に低下する。本実施形態ではガス供給経路55の一端は、第1ラビリンスシール30外周面から内部を貫通し、シール内周面の表面に開口している。図4では、ガス供給経路55の一端は、図4の左右の両側から第1ラビリンスシール30内部から回転軸13にガスを供給するように構成されているが、第1ラビリンスシール30の途中に冷媒ガスと同じ種類の常温ガスを供給する構成であれば図1及び図4の構成に限定されない。   FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the first labyrinth seal 30. As shown in FIG. 4, the first labyrinth seal 30 has an inner peripheral surface that surrounds the outer peripheral side of the rotary shaft 13 with a certain distance from the rotary shaft 13. A plurality of seal teeth are formed on the inner peripheral surface. These seal teeth are formed along the outer periphery of the rotating shaft 13. In the present embodiment, the seal teeth are formed on the stationary side (first labyrinth seal 30), but may be formed on the rotating shaft 13 side. Hereinafter, the seal tooth and the tooth gap are collectively referred to as one stage. Ideally, all the refrigerant flowing in from the expansion chamber inlet 24 flows out to the expansion chamber outlet 26 after passing through the turbine nozzle 25, but partially leaks to the first labyrinth seal 30 located on the rear surface of the turbine impeller 11. (See FIG. 1). The pressure of the leaked refrigerant gas gradually decreases every time it passes through each stage of the first labyrinth seal 30. In the present embodiment, one end of the gas supply path 55 penetrates the inside from the outer peripheral surface of the first labyrinth seal 30 and opens on the surface of the inner peripheral surface of the seal. In FIG. 4, one end of the gas supply path 55 is configured to supply gas from the inside of the first labyrinth seal 30 to the rotary shaft 13 from both the left and right sides of FIG. 4, but in the middle of the first labyrinth seal 30. As long as it is the structure which supplies the normal temperature gas of the same kind as refrigerant gas, it will not be limited to the structure of FIG.1 and FIG.4.

図5は、図1の膨張タービン装置1の全体的な構成を示す概略図である。以下では既に説明した構成については説明を省略する。図5に示すように、膨張タービン装置1は、本体10と、制動ライン15と、タービンライン16と、軸受供給ライン17と、軸受排気ライン18と、ガス供給経路55と、第1圧力センサ60と、第2圧力センサ70と、第3圧力センサ80と、圧力調整弁90と、制御装置100と、温度センサ110と、を備える。   FIG. 5 is a schematic diagram showing an overall configuration of the expansion turbine apparatus 1 of FIG. In the following, description of the already described configuration is omitted. As shown in FIG. 5, the expansion turbine device 1 includes a main body 10, a braking line 15, a turbine line 16, a bearing supply line 17, a bearing exhaust line 18, a gas supply path 55, and a first pressure sensor 60. A second pressure sensor 70, a third pressure sensor 80, a pressure regulating valve 90, a control device 100, and a temperature sensor 110.

制動ライン15は、制動ガスを循環させ、ブレーキインペラ12に制動ガスを供給するための配管である。制動ライン15の一端は、図1の制動ガス室20の制動ガス室入口27に接続され、制動ライン15の他端は、制動ガス室20の制動ガス室出口29に接続される。制動ライン15の途中には熱交換器53が設けられる。   The braking line 15 is a pipe for circulating the braking gas and supplying the braking gas to the brake impeller 12. One end of the brake line 15 is connected to the brake gas chamber inlet 27 of the brake gas chamber 20 of FIG. 1, and the other end of the brake line 15 is connected to the brake gas chamber outlet 29 of the brake gas chamber 20. A heat exchanger 53 is provided in the middle of the braking line 15.

熱交換器53は、制動ライン15を循環する制動ガスを降温及び降圧する。また、制動ライン15を循環する制動ガスは、ブレーキインペラ12を通過する過程で、圧縮されて昇温及び昇圧するが、熱交換器53を通過することにより、降温及び降圧し常温に維持される。   The heat exchanger 53 lowers and lowers the pressure of the braking gas circulating in the braking line 15. In addition, the braking gas circulating in the braking line 15 is compressed and raised in temperature and raised in the process of passing through the brake impeller 12, but is lowered and lowered in pressure and maintained at room temperature by passing through the heat exchanger 53. .

タービンライン16は、タービンインペラ11に冷媒を供給するための配管である。タービンライン16の一端は、図1の膨張室21の膨張室入口24に接続され、タービンライン16の他端は、膨張室21の膨張室出口26に接続される。膨張室21の膨張室入口24の上流において圧縮機(図示せず)により圧縮された低温高圧の冷媒がタービンインペラ11へ導かれる。タービンインペラ11は低温高圧の冷媒を、断熱膨張により降温及び降圧させる。   The turbine line 16 is a pipe for supplying a refrigerant to the turbine impeller 11. One end of the turbine line 16 is connected to the expansion chamber inlet 24 of the expansion chamber 21 in FIG. 1, and the other end of the turbine line 16 is connected to the expansion chamber outlet 26 of the expansion chamber 21. The low-temperature and high-pressure refrigerant compressed by a compressor (not shown) is introduced to the turbine impeller 11 upstream of the expansion chamber inlet 24 of the expansion chamber 21. The turbine impeller 11 lowers the temperature and pressure of the low-temperature and high-pressure refrigerant by adiabatic expansion.

軸受供給ライン17は、静圧気体軸受14a〜14dに高圧の軸受ガスを供給するように構成される。軸受供給ライン17の一端は、例えば液化システムの液化原料ガスを送るフィードラインに接続され、軸受供給ライン17の他端は、本体10の軸受ガス入口49に接続される(図1参照)。軸受供給ライン17は、第2ラジアル静圧軸受14aと、第2スラスト静圧軸受14bと、第1スラスト静圧軸受14cと、第1ラジアル静圧軸受14dのそれぞれに軸受ガスを供給するように構成されている。軸受供給ライン17は、図1の第1共通給気通路35a及び第2共通給気通路25bに連通されている。第1共通給気通路35aから分岐された第1給気通路37及び第2給気通路38を通じて第2ラジアル静圧軸受14a、第1ラジアル静圧軸受14dに軸受ガスが供給され、第2共通給気通路35bから分岐された第3給気通路43及び第4給気通路44を通じて、第1スラスト静圧軸受14c及び第2スラスト静圧軸受14bに軸受ガスが供給される(図1参照)。   The bearing supply line 17 is configured to supply high-pressure bearing gas to the static pressure gas bearings 14a to 14d. One end of the bearing supply line 17 is connected to, for example, a feed line for sending a liquefied raw material gas of the liquefaction system, and the other end of the bearing supply line 17 is connected to a bearing gas inlet 49 of the main body 10 (see FIG. 1). The bearing supply line 17 supplies bearing gas to each of the second radial hydrostatic bearing 14a, the second thrust hydrostatic bearing 14b, the first thrust hydrostatic bearing 14c, and the first radial hydrostatic bearing 14d. It is configured. The bearing supply line 17 communicates with the first common air supply passage 35a and the second common air supply passage 25b in FIG. Bearing gas is supplied to the second radial hydrostatic bearing 14a and the first radial hydrostatic bearing 14d through the first air supply passage 37 and the second air supply passage 38 branched from the first common air supply passage 35a. The bearing gas is supplied to the first thrust hydrostatic bearing 14c and the second thrust hydrostatic bearing 14b through the third supply passage 43 and the fourth supply passage 44 branched from the supply passage 35b (see FIG. 1). .

軸受排気ライン18は、静圧気体軸受14a〜14dの軸受室23出口に上流端が接続され、静圧気体軸受14a〜14dを通過した軸受ガスと第1ラビリンスシール30を通じてタービンライン16(膨張室)から軸受室23に漏洩する冷媒ガスと第1ラビリンスシール30の途中に供給されるガスとの混合ガスを排出するように構成された混合ガス排出経路である。本実施形態では、軸受排気ライン18は、図1の第1排気通路39と、第2排気通路40と、第3排気通路41と、第4排気通路42と、共通排気通路36とを含む(図1参照)。   The bearing exhaust line 18 has an upstream end connected to the outlet of the bearing chamber 23 of the static pressure gas bearings 14 a to 14 d, and the turbine line 16 (expansion chamber) through the bearing gas that has passed through the static pressure gas bearings 14 a to 14 d and the first labyrinth seal 30. ) Is a mixed gas discharge path configured to discharge a mixed gas of the refrigerant gas leaking into the bearing chamber 23 and the gas supplied in the middle of the first labyrinth seal 30. In the present embodiment, the bearing exhaust line 18 includes a first exhaust passage 39, a second exhaust passage 40, a third exhaust passage 41, a fourth exhaust passage 42, and a common exhaust passage 36 in FIG. (See FIG. 1).

ガス供給経路55は、第1ラビリンスシール30に冷媒と同じ種類のガスを供給するための配管である。ガス供給経路55の一端は軸受供給ライン17から分岐され、ガス供給経路55の他端は第1ラビリンスシール30外周面から内部を貫通し、シール内周面の表面に開口している(図1参照)。   The gas supply path 55 is a pipe for supplying the same type of gas as the refrigerant to the first labyrinth seal 30. One end of the gas supply path 55 is branched from the bearing supply line 17, and the other end of the gas supply path 55 penetrates the inside from the outer peripheral surface of the first labyrinth seal 30 and opens to the surface of the inner peripheral surface of the seal (FIG. 1). reference).

第1圧力センサ60は、ガス供給経路55に設けられ、ガスの圧力Pを計測するように構成される。第1圧力センサ60は、計測した圧力情報を制御装置100に出力するように構成される。 The first pressure sensor 60 is provided in the gas supply path 55 is configured to measure the pressure P 1 of the gas. The first pressure sensor 60 is configured to output the measured pressure information to the control device 100.

第2圧力センサ70は、タービンライン16における、膨張室21の入口圧力Pを計測するように構成される。第2圧力センサ70は、計測した圧力情報を制御装置100に出力するように構成される。 The second pressure sensor 70 configured to measure the turbine line 16, the inlet pressure P 2 of the expansion chamber 21. The second pressure sensor 70 is configured to output the measured pressure information to the control device 100.

第3圧力センサ80は、軸受排気ライン18に設けられ、軸受排気ライン18の軸受背圧Pを計測するように構成される。第3圧力センサ80は、計測した圧力情報を制御装置100に出力するように構成される。 The third pressure sensor 80 is provided in the bearing exhaust line 18 and is configured to measure the bearing back pressure P 3 of the bearing exhaust line 18. The third pressure sensor 80 is configured to output the measured pressure information to the control device 100.

圧力調整弁90は、ガス供給経路55に設けられ、ガスの圧力Pを調整するように構成される。圧力調整弁90は、制御装置100の指令に基づいて弁の開度を調整するように構成される。 The pressure regulating valve 90 is provided in the gas supply path 55 configured to adjust the pressure P 1 of the gas. The pressure adjustment valve 90 is configured to adjust the opening of the valve based on a command from the control device 100.

温度センサ110は、軸受排気ライン18に設けられ、軸受排気ライン18の軸受排気温度Tを計測するように構成される。温度センサ110は、計測した温度情報を制御装置100に出力するように構成される。 The temperature sensor 110 is provided in the bearing exhaust line 18 and is configured to measure the bearing exhaust temperature T 1 of the bearing exhaust line 18. The temperature sensor 110 is configured to output the measured temperature information to the control device 100.

制御装置100は、ガスの圧力P、膨張室21の入口圧力P、静圧気体軸受14a〜14dの背圧P、及び軸受排気温度Tに基づいて圧力調整弁90を制御するように構成される。本実施形態では、制御装置100は、膨張タービン装置1のみならず、圧縮機等のその他の装置を制御する機能を有する。制御装置100は、例えば、CPU、ROM及び入出力インターフェイスを主体として構成されたマイクロコンピュータである。制御装置100の入力側にはガスの圧力P、膨張室21の入口圧力P、軸受排気ライン18の背圧P及び軸受排気温度Tの測定値、タービン回転数等のプロセスデータが入力される。制御装置100の出力側には、圧力調整弁90,供給弁,排出弁等が接続されている。CPUは、ROMに記憶されている制御プログラムを実行する。更に、CPUは、プロセスデータの温度測定値を監視しながら、ガスの圧力P、膨張室21の入口圧力P、軸受背圧Pが設定どおり得られるように圧力調整弁90を制御する。制御装置100は、ガス圧力Pの初期圧力を軸受背圧Pと同程度に設定し、軸受排気温度Tが基準値Tよりも低下した場合に、ガスの圧力Pを上昇させるように圧力調整弁90を制御する。ここで温度基準値Tは正常時における所定の値又は一定の範囲の値である。 The control device 100 controls the pressure regulating valve 90 based on the gas pressure P 1 , the inlet pressure P 2 of the expansion chamber 21, the back pressure P 3 of the static pressure gas bearings 14 a to 14 d, and the bearing exhaust temperature T 1. Configured. In the present embodiment, the control device 100 has a function of controlling not only the expansion turbine device 1 but also other devices such as a compressor. The control device 100 is, for example, a microcomputer mainly composed of a CPU, a ROM, and an input / output interface. On the input side of the control device 100, process data such as a gas pressure P 1 , an inlet pressure P 2 of the expansion chamber 21, a back pressure P 3 of the bearing exhaust line 18, a measured value of the bearing exhaust temperature T 1 , and a turbine speed are stored. Entered. A pressure regulating valve 90, a supply valve, a discharge valve, and the like are connected to the output side of the control device 100. The CPU executes a control program stored in the ROM. Further, the CPU controls the pressure regulating valve 90 so as to obtain the gas pressure P 1 , the inlet pressure P 2 of the expansion chamber 21, and the bearing back pressure P 3 as set while monitoring the temperature measurement value of the process data. . Controller 100, the initial pressure of the gas pressure P 1 set at the same level as the bearing back pressure P 3, when the bearing exhaust temperatures T 1 is lower than the reference value T S, raising the pressure P 1 of the gas Thus, the pressure regulating valve 90 is controlled. Here reference temperature T S is the value of a predetermined value or a predetermined range in a normal.

膨張タービン装置1の運転中において、軸受供給ライン17からタービン本体10の静圧気体軸受14a〜14dの隙間に高圧の軸受ガスが供給される。これにより、回転軸13が本体10内で回転可能に支持され、回転軸13のラジアル荷重及びスラスト荷重が支持される。軸受排気ライン18からは静圧気体軸受14a〜14dの軸受ガスが排出される。膨張室入口24の圧力Pはタービンノズル25で減圧し、タービンライン16(膨張室)の冷媒の主流はタービンインペラ11で断熱膨張し膨張室出口26へ向かう。タービンインペラ11が収容された膨張室21側の端とラジアル静圧軸受14dが設けられた部分との間の部分には第1ラビリンスシール30が設けられているが、第1ラビリンスシール30を通じてタービンライン16(膨張室)から軸受けに漏洩する冷媒ガスが存在する。このため、軸受排気ライン18には、軸受ガスと漏洩した冷媒ガスとの混合ガスが含まれる。このとき第1ラビリンスシール30の漏洩量は、第1ラビリンスシール30の入口の圧力Pと第1ラビリンスシール30出口の圧力との差圧による。第1ラビリンスシール30の入口又は出口はセンサの設置が難しく正確な圧力計測は困難であるが、第1ラビリンスシール30出口の圧力はほぼ軸受背圧Pとほぼ等しい。 During operation of the expansion turbine device 1, high-pressure bearing gas is supplied from the bearing supply line 17 to the gaps between the static pressure gas bearings 14 a to 14 d of the turbine body 10. Thereby, the rotating shaft 13 is rotatably supported in the main body 10, and the radial load and the thrust load of the rotating shaft 13 are supported. The bearing gas of the static pressure gas bearings 14a to 14d is discharged from the bearing exhaust line 18. The pressure P 2 of the expansion chamber inlet 24 reduces the pressure in the turbine nozzle 25, the main stream of refrigerant turbine line 16 (expansion chamber) adiabatic expansion in the turbine impeller 11 towards the expansion chamber outlet 26. A first labyrinth seal 30 is provided at a portion between the end on the expansion chamber 21 side where the turbine impeller 11 is accommodated and a portion where the radial hydrostatic bearing 14 d is provided. There is refrigerant gas leaking from the line 16 (expansion chamber) to the bearing. For this reason, the bearing exhaust line 18 contains a mixed gas of the bearing gas and the leaked refrigerant gas. At this time, the amount of leakage of the first labyrinth seal 30 depends on the differential pressure between the pressure P 4 at the inlet of the first labyrinth seal 30 and the pressure at the outlet of the first labyrinth seal 30. Inlet or outlet of the first labyrinth seal 30 is the installation difficult accurate pressure measurement of the sensor is difficult, the pressure of the first labyrinth seal 30 outlet is substantially equal to approximately the bearing back pressure P 3.

本実施形態では、膨張室21の入口圧力Pより低く且つ静圧軸受けの背圧Pより高い圧力Pのガスが第1ラビリンスシール30の途中に供給される。つまり、第1ラビリンスシール30を介して膨張室21から軸受排気ライン18に漏洩する冷媒ガスの量が、実質的にガスの供給圧力Pによって定まる。従って、ガスを供給しない場合に比べて、同じ静圧気体軸受の背圧に対する冷媒ガスの漏洩量を低減することができる。例えば、ガスを供給しない場合には、冷媒ガスの漏洩量を減らすために、軸受背圧を上げ、ラビリンス差圧を小さくする方法があるが、軸受性能の低下の恐れがある。これに対し、本実施形態のようにガスを供給する場合は、軸受背圧を上げることなく、第1ラビリンスシール30からの冷媒ガスの漏洩量を抑えることができる。 In the present embodiment, a gas having a pressure P 1 lower than the inlet pressure P 2 of the expansion chamber 21 and higher than the back pressure P 3 of the static pressure bearing is supplied in the middle of the first labyrinth seal 30. In other words, the amount of refrigerant gas leaks from the expansion chamber 21 via a first labyrinth seal 30 into the bearing exhaust line 18 is substantially determined by the supply pressure P 1 of the gas. Therefore, the leakage amount of the refrigerant gas with respect to the back pressure of the same static pressure gas bearing can be reduced as compared with the case where no gas is supplied. For example, when no gas is supplied, there is a method of increasing the bearing back pressure and reducing the labyrinth differential pressure in order to reduce the leakage amount of the refrigerant gas. On the other hand, when supplying gas like this embodiment, the leakage amount of the refrigerant gas from the 1st labyrinth seal 30 can be suppressed, without raising a bearing back pressure.

ここで、実際にはラビリンスシール入口圧力は、膨張室入口より低くなるので、ガス圧力が膨張室入口圧力より低くても、ラビリンスシール入口圧力より高いガスを供給すると逆流して、膨張室にも常温ガスが流れてしまう。そこで、ガスの供給圧Pは、第1ラビリンスシール30の入口圧力Pより低くすることが望ましい。第1ラビリンスシール30の入口圧力Pは、図1のタービンノズル25の出口圧力とほぼ等しい。これにより、常温ガスが第1ラビリンスシール30入口から膨張室21に流れこむことを防止できる。 Here, since the labyrinth seal inlet pressure is actually lower than the expansion chamber inlet, even if the gas pressure is lower than the expansion chamber inlet pressure, if a gas higher than the labyrinth seal inlet pressure is supplied, the labyrinth seal inlet pressure flows back into the expansion chamber. Room temperature gas will flow. Therefore, it is desirable that the gas supply pressure P 1 be lower than the inlet pressure P 4 of the first labyrinth seal 30. Inlet pressure P 4 of the first labyrinth seal 30 is substantially equal to the outlet pressure of the turbine nozzle 25 FIG. Thereby, room temperature gas can be prevented from flowing into the expansion chamber 21 from the inlet of the first labyrinth seal 30.

また、第1ラビリンスシール30を通じてタービンライン16(膨張室)から軸受けに漏洩する冷媒ガスが増加した場合、温度センサ110で計測される軸受排気ライン18の温度が低下する。制御装置100は、軸受排気温度Tが基準値Tよりも低下した場合に、第1ラビリンスシール30に供給するガスの圧力Pを上昇させるように圧力調整弁90を制御する。これにより、第1ラビリンスシール30のタービン側の入口圧力とガスの圧力Pを平衡させることができ、理論上はタービンからの低温ガスの漏洩をなくすことができる。その結果、タービン性能の低下を防止し、かつ常温側の温度低下も防ぐことができる。 Further, when the refrigerant gas leaking from the turbine line 16 (expansion chamber) to the bearing through the first labyrinth seal 30 increases, the temperature of the bearing exhaust line 18 measured by the temperature sensor 110 decreases. The control device 100 controls the pressure regulating valve 90 so as to increase the pressure P 1 of the gas supplied to the first labyrinth seal 30 when the bearing exhaust temperature T 1 is lower than the reference value T S. Accordingly, the pressure P 1 on the turbine side of the inlet pressure and the gas in the first labyrinth seal 30 can be balanced, theoretically it is possible to eliminate the leakage of cold gas from the turbine. As a result, it is possible to prevent a decrease in turbine performance and a temperature decrease on the normal temperature side.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態について、図6を用いて説明する。以下では、第1実施形態と共通する構成の説明は省略し、相違する構成についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Below, the description of the structure common to 1st Embodiment is abbreviate | omitted, and only a different structure is demonstrated.

図6は、第2実施形態に係る膨張タービン装置1Aの構成を示すブロック図である。図6に示すように、膨張タービン装置1Aは、第1実施形態と比較すると、軸受排気ライン18に設けられ、静圧気体軸受14a〜14dの背圧Pを調整する背圧調整弁120を更に備え、制御装置100が、軸受排気ライン18を流れる混合ガスの温度が低下した場合に静圧気体軸受14a〜14dの背圧Pを上昇させるように背圧調整弁120を制御する点が相違する。上記構成によれば、静圧軸受の背圧Pを上げることにより、第1実施形態と比較して、タービンからの低温ガスの漏洩の効果を高めることができる。 FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an expansion turbine apparatus 1A according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, the expansion turbine device 1 </ b> A includes a back pressure adjusting valve 120 that is provided in the bearing exhaust line 18 and adjusts the back pressure P 3 of the static pressure gas bearings 14 a to 14 d as compared with the first embodiment. further comprising, control device 100, the point of controlling the back pressure regulating valve 120 to raise the back pressure P 3 of the externally pressurized gas bearing 14a~14d when the temperature of the mixed gas flowing in the bearing exhaust line 18 is lowered Is different. According to the above configuration, it is possible by increasing the back pressure P 3 of the hydrostatic bearing, as compared with the first embodiment, enhance the effect of leakage of cryogenic gas from the turbine.

尚、本実施形態では静圧気体軸受14a〜14dの背圧Pのみ高くするように制御したが、軸受の入口/出口の差圧が低くなるのを防止するため、膨張タービン装置1Aが軸受供給ライン17の圧力を制御する手段(図示しない)を更に備えてもよい。 Although the present embodiment has been controlled to increase only the back pressure P 3 of the externally pressurized gas bearing 14a to 14d, to prevent the differential pressure of the inlet / outlet of the bearing is lowered, the expansion turbine apparatus 1A bearings A means (not shown) for controlling the pressure of the supply line 17 may be further provided.

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び機能の一方又は双方の詳細を実質的に変更できる。   From the foregoing description, many modifications and other embodiments of the present invention are obvious to one skilled in the art. Accordingly, the foregoing description should be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode of carrying out the invention. The details of one or both of the structure and function may be substantially changed without departing from the spirit of the invention.

本発明は、静圧軸受を備える膨張タービンに有用である。   The present invention is useful for an expansion turbine including a hydrostatic bearing.

1,1A 膨張タービン装置
10 タービン本体
11 タービンインペラ
12 ブレーキインペラ
13 回転軸
14 静圧気体軸受
14a 第2ラジアル静圧軸受(制動ガス室側)
14b 第2スラスト静圧軸受(制動ガス室側)
14c 第1スラスト静圧軸受(膨張室側)
14d 第1ラジアル静圧軸受(膨張室側)
15 制動ライン
16 タービンライン
17 軸受供給ライン
18 軸受排気ライン(混合ガス排出経路)
20 制動ガス室
21 膨張室
22 軸挿通孔
23 軸受室
24 膨張室入口
25 タービンノズル
26 膨張室出口
27 制動ガス室入口
29 制動ガス室出口
30 第1ラビリンスシール(膨張室側)
31 第2ラビリンスシール(制動ガス室側)
60 第1圧力センサ
70 第2圧力センサ
80 第3圧力センサ
90 圧力調整弁
100 制御装置
110 温度センサ
120 背圧調整弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Expansion turbine apparatus 10 Turbine main body 11 Turbine impeller 12 Brake impeller 13 Rotating shaft 14 Static pressure gas bearing 14a 2nd radial static pressure bearing (brake gas chamber side)
14b Second thrust hydrostatic bearing (brake gas chamber side)
14c 1st thrust hydrostatic bearing (expansion chamber side)
14d First radial hydrostatic bearing (expansion chamber side)
15 Braking line 16 Turbine line 17 Bearing supply line 18 Bearing exhaust line (mixed gas discharge path)
20 Braking gas chamber 21 Expansion chamber 22 Shaft insertion hole 23 Bearing chamber 24 Expansion chamber inlet 25 Turbine nozzle 26 Expansion chamber outlet 27 Braking gas chamber inlet 29 Braking gas chamber outlet 30 First labyrinth seal (expansion chamber side)
31 Second labyrinth seal (braking gas chamber side)
60 first pressure sensor 70 second pressure sensor 80 third pressure sensor 90 pressure regulating valve 100 control device 110 temperature sensor 120 back pressure regulating valve

Claims (3)

内部に膨張室と制動ガス室と軸挿通孔とが形成され、且つ前記軸挿通孔は前記膨張室と前記制動ガス室とを連通し且つ回転軸が挿通可能なように形成された本体と、
前記膨張室に収容され、冷媒ガスを膨張させるタービンインペラと、
前記制動ガス室に収容され、前記冷媒ガスと同じ種類の制動ガスによって制動されるブレーキインペラと、
前記軸挿通孔に隙間を有して挿通され、一方の端部に前記タービンインペラが設けられ、他方の端部に前記ブレーキインペラが設けられた前記回転軸と、
前記軸挿通孔内に形成された軸受室に設けられ、入口から供給され且つ出口から排出される前記冷媒ガスと同じ種類の軸受ガスの静圧によって前記回転軸を回転可能に支持する静圧気体軸受と、
前記軸受室と前記膨張室との間に設けられたラビリンスシールと、
前記ラビリンスシールの途中に前記冷媒ガスと同じ種類のガスを供給するためのガス供給経路と、
前記静圧気体軸受の軸受室出口に上流端が接続され、前記静圧気体軸受を通過した前記軸受ガスと前記ラビリンスシールを通じて前記膨張室から前記軸受室に漏洩する冷媒ガスと前記ラビリンスシールの途中に供給されるガスとの混合ガスを排出する混合ガス排出経路と、
を備え、
前記ラビリンスシールの途中に供給されるガスの圧力が前記膨張室の入口圧力より低く且つ前記静圧軸受けの背圧より高い、膨張タービン装置。
An expansion chamber, a braking gas chamber, and a shaft insertion hole are formed therein, and the shaft insertion hole communicates with the expansion chamber and the braking gas chamber, and a main body is formed so that a rotation shaft can be inserted;
A turbine impeller that is housed in the expansion chamber and expands the refrigerant gas;
A brake impeller housed in the braking gas chamber and braked by the same type of braking gas as the refrigerant gas;
The rotary shaft, which is inserted with a gap in the shaft insertion hole, the turbine impeller is provided at one end, and the brake impeller is provided at the other end,
A static pressure gas that is provided in a bearing chamber formed in the shaft insertion hole and rotatably supports the rotating shaft by a static pressure of the same type of bearing gas as the refrigerant gas supplied from the inlet and discharged from the outlet. A bearing,
A labyrinth seal provided between the bearing chamber and the expansion chamber;
A gas supply path for supplying the same type of gas as the refrigerant gas in the middle of the labyrinth seal;
An upstream end is connected to the bearing chamber outlet of the static pressure gas bearing, and the bearing gas that has passed through the static pressure gas bearing and the refrigerant gas that leaks from the expansion chamber to the bearing chamber through the labyrinth seal and the middle of the labyrinth seal A mixed gas discharge path for discharging a mixed gas with the gas supplied to
With
An expansion turbine apparatus, wherein a pressure of gas supplied in the middle of the labyrinth seal is lower than an inlet pressure of the expansion chamber and higher than a back pressure of the static pressure bearing.
前記ガスの圧力を計測する第1圧力センサと、
前記ガス供給経路に設けられ、前記ガスの圧力を調整する圧力調整弁と、
前記膨張室の入口圧力を計測する第2圧力センサと、
前記ガスの圧力が前記膨張室の入口圧力より低く且つ前記静圧軸受けの背圧より高くなるように前記圧力調整弁を制御する制御装置と、を更に備える、請求項1に記載の膨張タービン装置。
A first pressure sensor for measuring the pressure of the gas;
A pressure adjusting valve provided in the gas supply path for adjusting the pressure of the gas;
A second pressure sensor for measuring an inlet pressure of the expansion chamber;
The expansion turbine apparatus according to claim 1, further comprising a control device that controls the pressure regulating valve so that the pressure of the gas is lower than an inlet pressure of the expansion chamber and higher than a back pressure of the static pressure bearing. .
前記制御装置は、前記ラビリンスシールの途中に供給する前記ガスの初期圧力を軸受背圧と同程度で制御し、前記混合ガス排出経路を流れる混合ガスの温度が低下した場合に、前記ガスの圧力を上昇させるように前記圧力調整弁を制御する、請求項2に記載の膨張タービン装置。   The control device controls the initial pressure of the gas supplied in the middle of the labyrinth seal to the same degree as the bearing back pressure, and the pressure of the gas when the temperature of the mixed gas flowing through the mixed gas discharge path decreases. The expansion turbine apparatus according to claim 2, wherein the pressure regulating valve is controlled to raise the pressure.
JP2015123769A 2015-06-19 2015-06-19 Expansion turbine equipment Active JP6616109B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015123769A JP6616109B2 (en) 2015-06-19 2015-06-19 Expansion turbine equipment
AU2016280925A AU2016280925B2 (en) 2015-06-19 2016-06-15 Expansion turbine device
CN201680034867.6A CN107614836B (en) 2015-06-19 2016-06-15 expansion turbine
PCT/JP2016/002900 WO2016203768A1 (en) 2015-06-19 2016-06-15 Expansion turbine device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015123769A JP6616109B2 (en) 2015-06-19 2015-06-19 Expansion turbine equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017008776A true JP2017008776A (en) 2017-01-12
JP6616109B2 JP6616109B2 (en) 2019-12-04

Family

ID=57545097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015123769A Active JP6616109B2 (en) 2015-06-19 2015-06-19 Expansion turbine equipment

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6616109B2 (en)
CN (1) CN107614836B (en)
AU (1) AU2016280925B2 (en)
WO (1) WO2016203768A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019082642A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 川崎重工業株式会社 Gas expansion system
WO2019082643A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 川崎重工業株式会社 Expansion turbine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108547669A (en) * 2018-05-28 2018-09-18 张家港富瑞氢能装备有限公司 A kind of liquefaction of hydrogen hydrogen Turbine expansion unit
CN108800752A (en) * 2018-05-28 2018-11-13 张家港富瑞氢能装备有限公司 Evaporation hydrogen recycling device in liquefaction of hydrogen system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3038318A (en) * 1957-06-07 1962-06-12 Sulzer Ag Expansion turbine and turbocompressor connected therewith in a cold producing plant
US3105631A (en) * 1961-08-15 1963-10-01 Sulzer Ag Expansion turbine having a gas bearing
JPS55102005U (en) * 1979-01-10 1980-07-16
US4311004A (en) * 1979-10-26 1982-01-19 Rotoflow Corporation Gas compression system and method
JPS58156101U (en) * 1982-04-14 1983-10-18 株式会社日立製作所 gas bearing expansion turbine
US4477223A (en) * 1982-06-11 1984-10-16 Texas Turbine, Inc. Sealing system for a turboexpander compressor
JPH0497120U (en) * 1991-01-22 1992-08-21
JP2000028169A (en) * 1998-07-07 2000-01-25 Nippon Sanso Kk Apparatus and method for circulating and supplying high-purity dry air

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06101498A (en) * 1992-09-18 1994-04-12 Hitachi Ltd Magnetic bearing turbine / compressor
JPH10141005A (en) * 1996-11-08 1998-05-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Seal device and centrifugal compressor using it
JP5824229B2 (en) * 2011-04-08 2015-11-25 川崎重工業株式会社 Liquefaction system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3038318A (en) * 1957-06-07 1962-06-12 Sulzer Ag Expansion turbine and turbocompressor connected therewith in a cold producing plant
US3105631A (en) * 1961-08-15 1963-10-01 Sulzer Ag Expansion turbine having a gas bearing
JPS55102005U (en) * 1979-01-10 1980-07-16
US4311004A (en) * 1979-10-26 1982-01-19 Rotoflow Corporation Gas compression system and method
JPS58156101U (en) * 1982-04-14 1983-10-18 株式会社日立製作所 gas bearing expansion turbine
US4477223A (en) * 1982-06-11 1984-10-16 Texas Turbine, Inc. Sealing system for a turboexpander compressor
JPH0497120U (en) * 1991-01-22 1992-08-21
JP2000028169A (en) * 1998-07-07 2000-01-25 Nippon Sanso Kk Apparatus and method for circulating and supplying high-purity dry air

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019082642A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 川崎重工業株式会社 Gas expansion system
WO2019082643A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 川崎重工業株式会社 Expansion turbine
JP2019078251A (en) * 2017-10-27 2019-05-23 川崎重工業株式会社 Expansion turbine
AU2018356965B2 (en) * 2017-10-27 2021-06-03 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Gas expansion system
JP7048258B2 (en) 2017-10-27 2022-04-05 川崎重工業株式会社 Expansion turbine

Also Published As

Publication number Publication date
CN107614836A (en) 2018-01-19
CN107614836B (en) 2019-08-30
WO2016203768A1 (en) 2016-12-22
JP6616109B2 (en) 2019-12-04
AU2016280925B2 (en) 2018-12-13
AU2016280925A1 (en) 2018-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6526492B2 (en) Expansion turbine device
AU2011365154B2 (en) Liquefier system
EP2772670B1 (en) Dry gas seal structure
US10415857B2 (en) Refrigerator and operation method for refrigerator
CN103089339B (en) For active clearance control system and the method for combustion gas turbine
KR101818872B1 (en) Expander-integrated compressor, freezer, and freezer operation method
JP6616109B2 (en) Expansion turbine equipment
US10316752B2 (en) Gas turbine cool-down phase operation methods for controlling turbine clearance by adjusting air flow rate
JP5535749B2 (en) Dry gas seal structure
CN103026004B (en) Comprise the turbo machine of sealing air valve system
JP7048258B2 (en) Expansion turbine
CN205477775U (en) System for a clearance for keeping between rotor and stator among steam turbine
JP2018066362A (en) Steam turbine and temperature control method
JP3784808B2 (en) Fluid machine and its cooling method
JP2025129009A (en) Control system and control method
JP7380303B2 (en) Cooling device for power generation equipment
JP2021132445A (en) Cooling device for power generation equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190605

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190919

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6616109

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250