超低温制冷机及回转接头制造技术

本发明专利技术提供一种超低温制冷机及回转接头，其目的在于提高对旋转物体进行冷却的超低温制冷机中的工作气体的密封性。超低温制冷机具备设置在静止部的压缩机、设置在旋转部上的膨胀机以及用于压缩机与膨胀机之间的流体的连接的回转接头。回转接头具备：转子，以与旋转部的旋转轴同轴的方式固定于旋转部；定子，与转子相邻配置以在定子与转子之间形成间隙，并且定子固定于静止部；第1高圧流路及第2高圧流路，其为从定子经过间隙一直到转子的气体流路；以及工作气体密封部，将间隙分隔为与第1高圧流路连通的第1高圧区间和与第2高圧流路连通的第2高圧区间。

【技术实现步骤摘要】
本申请主张基于2015年2月27日申请的日本专利申请第2015-038220号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本专利技术涉及一种超低温制冷机，尤其涉及一种对旋转的物体进行冷却的超低温制冷机。并且，本专利技术涉及一种适于这种超低温制冷机的回转接头。
技术介绍
已知有一种在连续旋转的系统中实现超低温的超低温冷却装置。该冷却装置具有无制冷剂制冷机、使氦气在无制冷剂制冷机中循环的压缩机。氦气通过氦气用旋转接头在制冷机和压缩机中循环。专利文献1：日本特开2014－156952号公报上述旋转接头上设置有用于密封氦气的O型环。一个O型环从大气压屏蔽流入到制冷机的氦气。并且，另外一个O型环从大气压屏蔽回流至压缩机的氦气。通常，用于制冷机的氦气具有比大气压明显高的压力，因此仅通过一个O型环很难完全防止氦气向大气环境泄漏。
技术实现思路
本专利技术的一种实施方式的示例性目的之一为，提高对旋转的物体进行冷却的超低温制冷机中的工作气体的密封性。根据本专利技术的一种实施方式，一种超低温制冷机，其设置于具有静止部和以能够绕轴旋转的方式支承于所述静止部的旋转部的装置，其具备：压缩机，设置在所述静止部；膨胀机，设置在所述旋转部；以及回转接头，用于所述压缩机与所述膨胀机之间的流体的连接。所述回转接头具备：转子，以与所述旋转部的旋转轴同轴的方式固定于所述旋转部；定子，与所述转子相邻配置以在所述定子与所述转子之间形成间隙，并且所述定子固定于所述静止部；第1高
压流路，其为具有高于所述超低温制冷机的周围环境压力的第1高压的第1高压工作气体的流路，且为从所述定子经过所述间隙一直到所述转子的气体流路；第2高压流路，其为具有高于所述周围环境压力且低于所述第1高压的第2高压的第2高压工作气体的流路，且为从所述转子经过所述间隙一直到所述定子的气体流路；以及工作气体密封部，将所述间隔分隔为与所述第1高圧流路连通的第1高圧区间、与所述第1高圧区间相邻且与所述第2高圧流路连通的第2高圧区间以及与所述第1高压区间的与所述第2高压区间相反的一侧相邻的加压区间。所述加圧区间具有高于所述周围环境压力且低于所述第1高压的中间压。根据本专利技术的一种实施方式，一种回转接头，其用于超低温制冷机的压缩机与所述超低温制冷机的膨胀机之间的流体的连接，其中，所述压缩机设置在静止部，所述膨胀机设置在以能够绕轴旋转的方式支承于所述静止部的旋转部，所述旋转结构具备：转子，以与所述旋转部的旋转轴同轴的方式固定于所述旋转部；定子，与所述转子相邻配置以在所述定子与所述转子之间形成间隙，并且所述定子固定于所述静止部；工作气体的流路，其为具有高于所述超低温制冷机的周围环境压力的压力的工作气体的流路，且为从所述定子经过所述间隙一直到所述转子的气体流路；以及工作气体密封部，将所述间隙分隔为与所述工作气体的流路连通的高圧区间、与所述高圧区间相邻的第1加圧区间以及与所述高圧区间的与所述第1加圧区间相反的一侧相邻的第2加圧区间。所述第1加圧区间具有高于所述周围环境压力且低于所述高圧区间的压力的第1中间压，所述第2加圧区间具有高于所述周围环境压力且低于所述高压区间的压力的第2中间压。根据本专利技术的一种实施方式，一种超低温制冷机，其设置于具有静止部和以能够绕轴旋转的方式支承于所述静止部的旋转部的装置，其具备：压缩机，设置在所述静止部；膨胀机，设置在所述旋转部；回转接头，用于所述压缩机与所述膨胀机之间的流体的连接。所述回转接头具备：转子，以与所述旋转部的旋转轴同轴的的方式固定于所述旋转部；定子，与所述转子相邻配置以在所述定子与所述转子之间形成间隙，并且所述定子固定于所述静止部；第1高压流路，其为具有高于所述超低温制冷机的周围环境压力的第1高压的第1高压工作气体的流路，且为从所述定子经过所述间隙一直到所述转子的气体流路；
第2高压流路，其为具有高于所述周围环境压力且低于所述第1高压的第2高压的第2高压工作气体的流路，且为从所述转子经过所述间隙一直到所述定子的气体流路；工作气体密封部，将所述间隙分隔为与所述第1高圧流路连通的第1高圧区间和与所述第2高圧流路连通的第2高圧区间。所述转子具有在所述旋转轴的周围沿径向延伸且与所述旋转轴垂直的环状平坦面。所述工作气体密封部具备以从所述周围环境压力屏蔽所述第2高圧区间的方式绕所述旋转轴配设的密封盘，所述密封盘具有与所述环状平坦面接触的密封面。根据本专利技术的一种实施方式，一种超低温制冷机，其设置于具有静止部和以能够绕轴旋转的方式支承于所述静止部的旋转部的装置，其具备：压缩机，设置在所述静止部；膨胀机，设置在所述旋转部；以及回转接头，用于所述压缩机与所述膨胀机之间的流体的连接。所述回转接头具备：转子，以与所述旋转部的旋转轴同轴的方式固定于所述旋转部；定子，与所述转子相邻配置以在所述定子与所述转子之间形成间隙，并且所述定子固定于所述静止部；第1高压流路，其为具有高于所述超低温制冷机的周围环境压力的第1高压的第1高压工作气体的流路，且为从所述定子经过所述间隙一直到所述转子的气体流路；第2高压流路，其为具有高于所述周围环境压力且低于所述第1高压的第2高压的第2高压工作气体的流路，且为从所述转子经过所述间隙一直到所述定子的气体流路；以及工作气体密封部，将所述间隙分隔为与所述第1高圧流路连通的第1高圧区间和与所述第2高圧流路连通的第2高圧区间。所述工作气体密封部在所述第1高圧区间具有第1直径，在所述第2高圧区间具有第2直径，且所述第1直径小于所述第2直径。根据本专利技术的一种实施方式，一种超低温制冷机，其设置于具有静止部和以能够绕轴旋转的方式支承于所述静止部的旋转部的装置，其具备：压缩机，设置在所述静止部；膨胀机，设置在所述旋转部；以及回转接头，用于所述压缩机与所述膨胀机之间的流体的连接。所述回转接头具备：转子，以与所述旋转部的旋转轴同轴的方式固定于所述旋转部；定子，与所述转子相邻配置以在所述定子与所述转子之间形成间隙，并且所述定子固定于所述静止部；第1高压流路，其为具有高于所述超低温制冷机的周围环境压力的第1高压的第1高压工作气体的流路，且为从所述定子经过所述间隙一直到所述转子的气体流路；第2高压流路，其为具有高于所述周围环境压力且低于所述第1高压的第
2高压的第2高压工作气体的流路，且为从所述转子经过所述间隙一直到所述定子的气体流路；工作气体密封部，将所述间隙分隔为与所述第1高圧流路连通的第1高圧区间和与所述第2高圧流路连通的第2高圧区间。所述转子具备：转子基部，固定于所述旋转部；转子轴端，在轴向上位于与所述转子基部相反的一侧，并且在所述转子轴端与所述定子之间形成所述第1高圧区间。所述定子具备定子底壁部，所述定子底壁部包围所述转子轴端而形成半封闭区段。根据本专利技术，能够提高对旋转的物体进行冷却的超低温制冷机中的工作气体的密封性。附图说明图1是概略地表示本专利技术的第1实施方式所涉及的超低温制冷机的图。图2是概略地表示本专利技术的第2实施方式所涉及的超低温制冷机的图。图3是概略地表示本专利技术的第2实施方式所涉及的超低温制冷机的图。图4是概略地表示本专利技术的第2实施方式所涉及的超低温制冷机的图。图5是概略地表示本专利技术的第2实施方式所涉及的超低温制冷机的图。图6是概本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低温制冷机，其设置于具有静止部和以能够绕轴旋转的方式支承于所述静止部的旋转部的装置，该超低温制冷机的特征在于，具备：压缩机，设置在所述静止部；膨胀机，设置在所述旋转部；回转接头，用于所述压缩机与所述膨胀机之间的流体的连接，所述回转接头具备：转子，以与所述旋转部的旋转轴同轴的方式固定于所述旋转部；定子，与所述转子相邻配置以在所述定子与所述转子之间形成间隙，并且所述定子固定于所述静止部；第1高压流路，其为具有高于所述超低温制冷机的周围环境压力的第1高压的第1高压工作气体的流路，且为从所述定子经过所述间隙一直到所述转子的气体流路；第2高压流路，其为具有高于所述周围环境压力且低于所述第1高压的第2高压的第2高压工作气体的流路，且为从所述转子经过所述间隙一直到所述定子的气体流路；工作气体密封部，将所述间隙分隔为与所述第1高圧流路连通的第1高圧区间、与所述第1高圧区间相邻且与所述第2高圧流路连通的第2高圧区间以及与所述第1高压区间的与所述第2高压区间相反的一侧相邻的加压区间，其中，所述加圧区间具有高于所述周围环境压力且低于所述第1高压的中间压。

【技术特征摘要】
2015.02.27 JP 2015-0382201.一种超低温制冷机，其设置于具有静止部和以能够绕轴旋转的方式支承于所述静止部的旋转部的装置，该超低温制冷机的特征在于，具备：压缩机，设置在所述静止部；膨胀机，设置在所述旋转部；回转接头，用于所述压缩机与所述膨胀机之间的流体的连接，所述回转接头具备：转子，以与所述旋转部的旋转轴同轴的方式固定于所述旋转部；定子，与所述转子相邻配置以在所述定子与所述转子之间形成间隙，并且所述定子固定于所述静止部；第1高压流路，其为具有高于所述超低温制冷机的周围环境压力的第1高压的第1高压工作气体的流路，且为从所述定子经过所述间隙一直到所述转子的气体流路；第2高压流路，其为具有高于所述周围环境压力且低于所述第1高压的第2高压的第2高压工作气体的流路，且为从所述转子经过所述间隙一直到所述定子的气体流路；工作气体密封部，将所述间隙分隔为与所述第1高圧流路连通的第1高圧区间、与所述第1高圧区间相邻且与所述第2高圧流路连通的第2高圧区间以及与所述第1高压区间的与所述第2高压区间相反的一侧相邻的加压区间，其中，所述加圧区间具有高于所述周围环境压力且低于所述第1高压的中间压。2.根据权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，所述工作气体密封部形成与所述第2高压区间的与所述第1高压区间相反的一侧相邻的第1缓冲区间，所述第1缓冲区间具有高于所述周围环境压力且低于所述第2高压的第1缓冲压。3.根据权利要求2所述的超低温制冷机，其特征在于，所述超低温制冷机还具备与所述第1缓冲区间连接的缓冲容积。4.根据权利要求3所述的超低温制冷机，其特征在于，所述缓冲容积经由压力控制阀连接于所述第1缓冲区间。5.根据权利要求2至4中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于，所述超低温制冷机还具备从所述第1缓冲区间回收气体的辅助压缩机。6.根据权利要求2至5中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于，所述第1缓冲压选自0.11MPa至0.2MPa的范围中。7.根据权利要求2至6中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于，所述工作气体密封部形成与所述加压区间的与所述第1高圧区间相反的一侧相邻的第2缓冲区间，所述第2缓冲区间具有高于所述周围环境压力且低于所述中间压的第2缓冲压。8.根据权利要求1至7中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于，所述加圧区间与所述第2高圧流路连通。9.根据权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，所述第2高圧和/或所述中间压选自0.11MPa到0.2MPa的范围中。10.一种回转接头，其用于超低温制冷机的压缩机与所述超低温制冷机的膨胀机之间的流体的连接，该回转接头的特征在于，所述压缩机设置在静止部，所述膨胀机设置在以能够绕轴旋转的方式支承于所述静止部的旋转部，所述回转接头具备：转子，以与所述旋转部的旋转轴同轴的方式固定于所述旋转部；定子，与所述转子相邻配置以在所述定子与所述转子之间形成间隙，并且所述定子固定于所述静止部；工作气体的流路，其为具有高于所述超低温制冷机的周围环境压力的压力的工作气体的流路，且为从所述定子经过所述间隙一直到所述转子的气体流路；以及工作气体密封部，将所述间隙分隔为与所述工作气体的流路连通的高圧区间、与所述高圧区间相邻的第1加圧区间以及与所述高圧区间的与所述第1加圧区间相反的一侧相邻的第2加圧区间，其中，所述第1加圧区间具有高于所述周围环境压力且低于所述高圧区间的压力的第1中间压，所述第2加圧区间具有高于所述周围环境压力且低于所述高压区间的压力的第2中间压。11.一种超低温制冷机，其设置于具有静止部和以能够绕轴旋转的方式支承于所述静止部的旋转部的装置，该超低温制冷机的特征在于，具备：压缩机，设置在所述静止部；膨胀机，设置在所述旋转部；回转接头，用于所述压缩机与所述膨胀机之间的流体的连接，所述回转接头具备：转子，以与所述旋转部的旋转轴同轴的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许名尧，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP