專利名稱：用于低溫冷卻/液化的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種低溫冷卻/液化方法和設(shè)備。本發(fā)明尤其可涉及ー種液化方法和設(shè)備以及依靠氦氣工作的制冷方法和設(shè)備。本發(fā)明更具體地涉及ー種使用包括設(shè)有壓縮站和冷箱的工作回路的制冷器/液化器對工作流體、尤其是包含氦或者由純氦組成的工作流體進(jìn)行低溫冷卻/液化的方法，所述制冷器/液化器使所述工作回路中的工作氣體經(jīng)歷ー循環(huán)，所述循環(huán)依次包括所述工作流體在所述壓縮站中的壓縮，所述工作流體在所述冷箱中的冷卻和膨脹，以及所述エ作流體的再熱以使其能夠返回所述壓縮站，所述壓縮站包括ー個(gè)或若干壓縮級，每個(gè)壓縮級均使用安裝在軸承上的ー個(gè)或若干壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
在低溫(例如低于80K或低于20K)下工作的制冷器或液化器通常使用經(jīng)歷包括壓縮、膨脹、冷卻和再熱的工作循環(huán)的工作流體(例如氦氣)。這些設(shè)備通常需要若干級來壓縮工作氣體。每個(gè)壓縮級均使用一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)葉輪。一個(gè)示例是離心式壓縮機(jī)。在壓縮站中，工作氣體在旋轉(zhuǎn)件與固定件之間的接ロ處的泄漏不可避免。尤其是當(dāng)工作氣體為氦氣時(shí)，在支承壓縮機(jī)葉輪的軸的軸承處觀察到相對明顯的氣體泄漏。為了限制相對昂貴的工作氣體的這種損失，已知慣用諸如形成用于氣體的迷宮的密封墊、油密封件、浮動(dòng)環(huán)密封件、氣體密封件等部件來限制在各壓縮級的各軸承處的泄漏。除了這些設(shè)備增加了安裝成本以外，這些公知系統(tǒng)并非總是最佳地適于冷卻器/液化器技術(shù)。此外，必然不允許壓縮站的機(jī)構(gòu)中存在的油(通過與氦氣混合或者通過增加水分和/或輕質(zhì)烴)污染工作氣體。這是因?yàn)橐牍ぷ骰芈分械倪@種雜質(zhì)可在低溫下形成堵塞和導(dǎo)致設(shè)備破裂。本發(fā)明的目的是減少上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的全部或一部分缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為此，對于在以上前言中給出的本發(fā)明的一般定義的其它方面，根據(jù)本發(fā)明的方法的主要特征在于所述制冷器包括一裝置，所述裝置用于將與所述工作流體不同的阻隔(barrage)氣體噴射到一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的至少ー個(gè)軸承中，以形成將源自所述工作回路的泄漏的工作流體引向用于使它們再循環(huán)和返回所述工作回路的區(qū)域的氣體屏障。此外，本發(fā)明的一些實(shí)施方式可包括以下ー個(gè)或若干特征-用于噴射所述阻隔氣體的裝置形成氣體屏障，以防止泄漏的工作流體流向所述壓縮站的至少ー個(gè)所謂的被污染區(qū)域一所述區(qū)域是所述壓縮站的含油機(jī)構(gòu)一一或者未相對于大氣被密封的區(qū)域，-將所述阻隔氣體以比所述工作回路中的工作流體在安裝在所述軸承上的所述壓縮機(jī)處的壓カ低的壓カ噴射到至少ー個(gè)軸承中，
-所述阻隔氣體包含氮?dú)饣蛘哂杉兊獨(dú)饨M成，-用于噴射所述阻隔氣體的裝置包括至少ー個(gè)阻隔氣體噴射位置以及至少ー個(gè)出ロ，所述至少ー個(gè)出口用于收集包含所噴射的阻隔氣體和源自所述泄漏的工作流體的混合物，-所述制冷器/液化器包括氣體凈化部件，所述氣體浄化部件具有用于待凈化的氣體的入口和用于經(jīng)凈化的氣體的出口，所述凈化部件的出ロ在所述壓縮站的出ロ處流體連接至所述工作回路，并且由所述至少ー個(gè)出口收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分被重新噴射到所述凈化部件的入口中，使得所述混合物的至少一部分能夠被凈化然后在所述壓縮站的出口處被重新噴射到所述工作回路中，-所述凈化部件的入口被供給與所述回路的所述工作流體不同的氣體，也就是說，所述工作回路屬于“開”式，-由所述至少ー個(gè)出口收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分在所述壓縮站的入口處和/或在中間壓縮級處和/或在所述壓縮站的出口處被重新噴射到所述エ作回路中，-所述工作循環(huán)被稱為“閉式”循環(huán)并且包括氣體凈化部件，所述氣體浄化部件具有僅被供給源自所述工作回路的工作氣體的、用于待凈化的氣體的入口，以及用于供給所述冷箱的經(jīng)凈化的氣體的出ロ，-所述制冷器/液化器包括氣體凈化部件，所述氣體浄化部件具有用于待凈化的氣體的入口和用于經(jīng)凈化的氣體的出口，所述凈化部件的出口在通向所述壓縮站的入口處流體連接至所述工作回路，并且由所述至少ー個(gè)出口收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分被重新噴射到所述凈化部件的入口中，使得所述混合物的至少一部分能夠被凈化然后在所述壓縮站的入口處被重新噴射到所述工作回路中，-所述制冷器/液化器包括氣體凈化部件，所述氣體浄化部件具有用于待凈化的氣體的入口和用于經(jīng)凈化的氣體的出口，所述凈化部件的出口在所述壓縮站的中間壓縮級處和/或在所述壓縮站的出口處流體連接至所述工作回路，并且由所述至少ー個(gè)出口收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分被重新噴射到所述凈化部件的所述入口中，使得所述混合物的至少一部分能夠被凈化然后在所述壓縮站的出口中或在所述壓縮站的出口處被重新噴射到所述工作回路中，-由所述至少ー個(gè)出口收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分在被供給至所述凈化部件的入口之前被壓縮，-所述設(shè)備包括一部件，該部件用于凈化所述混合物以便從所述工作氣體分離雜質(zhì)且尤其是從所述混合物除去所述阻隔氣體，所述混合物一旦已經(jīng)過所述凈化部件便被重新噴射到所述工作回路中，-所述凈化部件包括用于從所述氣體除去工作流體以外的雜質(zhì)如氮?dú)獾姆蛛x系統(tǒng)，-所述凈化部件可包括用于壓縮經(jīng)凈化的氣體或待浄化的氣體的系統(tǒng)，-所述ー個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)屬于離心式，-所述冷箱的一個(gè)或多個(gè)膨脹渦輪屬于離心式。本發(fā)明還涉及ー種用于對包含氦氣或者由純氦氣組成的工作流體進(jìn)行低溫冷卻、/液化的設(shè)備，所述設(shè)備包括設(shè)有壓縮站和冷箱的工作回路，所述工作回路使所述工作氣體經(jīng)歷ー循環(huán)，所述循環(huán)依次包括所述工作流體在所述壓縮站中的壓縮，所述工作流體在所述冷箱中的冷卻和膨脹，以及所述工作流體的再熱以使所述工作流體能夠返回所述壓縮站，所述壓縮站包括ー個(gè)或若干壓縮級，每個(gè)壓縮級均使用安裝在軸承上的ー個(gè)或若干壓縮機(jī)，所述設(shè)備的特征在于，所述制冷器包括一裝置，該裝置用于將與所述工作流體不同的阻隔氣體噴射到所述ー個(gè)或多個(gè)壓縮級的至少ー個(gè)軸承中，以形成將源自所述工作回路的泄漏的工作流體引向用于使它們再循環(huán)和返回所述工作回路的區(qū)域的氣體屏障。
根據(jù)其它可能的特定特征-所述用于噴射所述阻隔氣體的裝置包括至少ー個(gè)阻隔氣體噴射位置和至少ー個(gè)出口，所述至少ー個(gè)出口用于收集所噴射的阻隔氣體和源自所述泄漏的工作流體的混合物，并且所述回路包括管道，所述管道用于將所述混合物在所述壓縮站的入口處和/或在所述壓縮站的中間壓縮級處和/或在所述壓縮站的出ロ處重新噴射到所述工作回路中；-所述設(shè)備包括一部件，該部件用于凈化所述混合物以便從所述工作氣體分離雜質(zhì)且尤其是從所述混合物除去所述阻隔氣體，所述混合物一旦已經(jīng)過所述凈化部件便被重新噴射到所述工作回路中。本發(fā)明還可涉及包括上文或下文所列的特征的任何組合的任何替代方法或設(shè)備。


本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀以下參照附圖給出的描述而變得明顯，在附圖中-圖I以截面形式示出了局部示意圖，其圖示了安裝在軸承上并且包括根據(jù)本發(fā)明的用于收集泄漏的工作氣體的設(shè)備的壓縮機(jī)葉輪的ー個(gè)示例，-圖2是局部示意圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的制冷和/或液化設(shè)備的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作，-圖3示出了局部示意圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的制冷和/或液化設(shè)備的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作，-圖4示出了局部示意圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的制冷和/或液化設(shè)備的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作，-圖5示出了局部示意圖，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的制冷和/或液化設(shè)備的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作。
具體實(shí)施例方式已在圖2中示出的制冷器/液化器的示例以常規(guī)方式包括壓縮站2和冷箱3。制冷器/液化器使用具有低摩爾質(zhì)量的工作流體，且優(yōu)選地主要為氣態(tài)氦或純氣
。如圖所示，氦可從富含氦的氣體的源S產(chǎn)生，例如從由凈化單元I凈化以向制冷器/液化器的工作環(huán)路供應(yīng)氦的天然氣(或某種其它氣體)產(chǎn)生。凈化單元或部件I包含例如低溫氣體分離系統(tǒng)和/或并聯(lián)布置并且在連續(xù)的(例如PSA或TSA式)吸附/再生循環(huán)上交替工作的兩個(gè)吸附器。所述吸附器例如是用于除去諸如空氣、氦之類的雜質(zhì)的活性炭或硅基型吸附器。也就是說，所述系統(tǒng)與雜質(zhì)的連續(xù)流入形成開環(huán)。以常規(guī)方式，利用ー個(gè)或若干壓縮級12在壓縮站2中在環(huán)境溫度下壓縮工作氣體，每個(gè)壓縮級均使用ー個(gè)或若干例如離心壓縮式的壓縮機(jī)。因而，工作氣體在接近環(huán)境溫度的溫度和介于例如I bar abs與3 barabs之間的稱為低壓LP的壓カ下到達(dá)通向壓縮站2的入口。在第一壓縮級12的出ロ處，工作氣體則可達(dá)到介于例如3 bar abs與8 bar abs之間的 稱為中壓MP的壓力。在第二壓縮級12的出口處,工作氣體則可達(dá)到介于例如9 bar abs與27 bar abs之間的稱為高壓HP的壓力。然后容許經(jīng)壓縮的工作氣體進(jìn)入冷箱3，該經(jīng)壓縮的工作氣體在冷箱3中被冷卻(或預(yù)冷卻)。通常，在這種(預(yù))冷卻期間，例如通過在ー個(gè)或多個(gè)低溫渦輪中的膨脹和/或通過與諸如氮之類的低溫流體換熱而從工作氣體提取能量(熱量)(為簡單起見，未示出冷箱的細(xì)節(jié))?！┕ぷ髁黧w已與用戶換熱，工作流體便可返回壓縮站2的入口(可在交換器中被逐漸加熱)。如在圖I中示意性地示出的，工作氣體(He)的泄漏尤其發(fā)生在壓縮葉輪12的軸25的軸承5處。優(yōu)選而言，在各軸承5處圍繞軸25布置ー個(gè)或多個(gè)密封裝置15 (例如，“迷宮”式密封裝置)，以限制源自工作回路的工作氣體的泄漏。根據(jù)本發(fā)明，將阻隔氣體(例如氮?dú)?噴射到軸承5和軸25中，以便尤其使工作回路與包含油O的機(jī)械部分(壓縮站的齒輪機(jī)構(gòu)和馬達(dá))隔離。也就是說，該阻隔氣體設(shè)計(jì)為將泄漏的工作氣體引向出ロ 24。例如，兩個(gè)阻隔氣體N2噴射點(diǎn)14可圍繞(encadrer)用于包含所噴射的阻隔氣體N2和所收集的工作氣體He的混合物的輸出路徑24。例如，僅阻隔氣體N2經(jīng)過與油O或大氣相接觸的部分。優(yōu)選而言，所噴射的阻隔氣體的壓カ低于在所涉及的壓縮葉輪處的工作氣體的壓力。這樣，避免了阻隔氣體對工作回路的任何污染。另外應(yīng)注意，工作氣體泄漏到阻隔氣體中對于該密封區(qū)域的正確運(yùn)行(尤其是對于冷卻軸承的目的)是必要的。在出ロ 24處，阻隔氣體包含不可忽略的工作氣體量(例如介于20mol%與50mol%之間)。該混合物(He+N2)因此在例如介于Ibar abs與7bar abs之間的相對低的壓カ下離開軸承，視所涉及的壓縮級而定。圖2示出了例如可涉及エ業(yè)型液化単元的第一實(shí)施例。在此實(shí)施例中，該裝置包括具有用于待凈化的氣體的入口 11和用于經(jīng)凈化的氣體的出ロ 21的氣體凈化部件I。凈化部件I的出ロ 21在壓縮站2的出ロ處或在該循環(huán)中的較低點(diǎn)處流體連接至工作回路，視其溫度而定。凈化部件I的入口 11被供給來自一源的氣體S，例如被供給甲烷、氮?dú)夂秃獾幕旌衔?。也就是說，工作回路中的工作氣體在開環(huán)中被供給純度較低并經(jīng)過凈化處理的氣體。此外，經(jīng)由管道13在凈化部件I的入口處重新噴射由上文所述的出ロ 24收集的工作流體和阻隔氣體的混合物，以使該混合物可被浄化，然后根據(jù)其溫度在壓縮站2的出ロ處或在該循環(huán)中的較低處重新被噴射到工作回路中。也就是說，在壓縮機(jī)系統(tǒng)的出口 24處與工作氣體混合的阻隔氣體可被輸送至浄化部件I的進(jìn)ロ側(cè)，例如壓縮機(jī)的形成浄化部件I的一部分的進(jìn)ロ側(cè)。具體而言，該收集的混合物包含可與凈化部件I的工作相容的氮雜質(zhì)水平。工作氣體泄漏速度與通過凈化単元的壓縮機(jī)的流速相比較低。因此，在各工作氣體壓縮級12處的密封水平無關(guān)緊要。因此，可避免在軸承處的昂貴密封方案15，以降低整體成本。圖3示出了例如可適用于制冷單元的第二實(shí)施例。在圖3及其之后的圖中，與上文所述的元件相同的元件由相同的標(biāo)號表示且不再描述。圖3中的裝置在此實(shí)施例中通過閉環(huán)工作回路(未經(jīng)由外部源供應(yīng)工作氣體)運(yùn)行。由出口 24收集的工作流體和阻隔氣體的混合物優(yōu)選經(jīng)由管道13直接在壓縮站2的入口處或者在壓縮站的中間級的入口處重新噴射。因此，在壓縮機(jī)2的出口 24處回收的混合物(阻隔氣體和工作氣體)被直接噴射到對應(yīng)的級或壓縮站的低壓回路中。這種再循環(huán)可在工作回路中產(chǎn)生污染物(諸如氮?dú)庵惖淖韪魵怏w)。這些雜質(zhì)優(yōu)選在工作回路中被除去。這種除去可通過對通常設(shè)于冷箱3中的浄化吸收器適當(dāng)定尺寸(dimensionnant)或者通過增設(shè)附加凈化系統(tǒng)I來執(zhí)行。因此，如圖所示，工作回路可以可選地包括具有用于待凈化的氣體的入口 11的氣體凈化部件1，該氣體浄化部件I在壓縮站2的出ロ處被供給工作氣體。用于來自凈化部件I的經(jīng)凈化的氣體的出ロ 21供給冷箱3。在工作循環(huán)為閉環(huán)循環(huán)的這種制冷単元中，必須相對地限制工作氣體在軸承處的損失。圖4示出了可例如涉及制冷単元的第三實(shí)施例。在此實(shí)施例中，所述裝置通過閉環(huán)工作回路工作。由出口 24收集的工作流體和阻隔氣體的混合物被重新噴射到氣體凈化部件I的氣體供給入口 21中。與前面一祥，浄化部件I除去雜質(zhì)(除去全部或一部分阻隔氣體，例如，如果阻隔氣體為氮?dú)?，則使用TSA或PSA型吸附器)。也就是說，在這種情況下，所回收的阻隔氣體(氮?dú)?和工作氣體(氦氣)的混合物在能夠被容許直接進(jìn)入常規(guī)的低壓浄化部件I的、足夠高的壓カ下離開壓縮機(jī)12。浄化部件I的經(jīng)凈化的氣體出ロ 21在壓縮站2的入口處流體連接至該工作回路。也就是說，工作流體在浄化之后返回工作回路。圖5示出了可例如涉及制冷単元的第四實(shí)施例。在此實(shí)施例中的裝置通過閉環(huán)エ作回路工作。由全部或一部分出ロ 24收集的工作流體和阻隔氣體的混合物經(jīng)由壓縮機(jī)6被重新噴射到氣體凈化部件I的氣體供給入口 21中。也就是說，所述混合物被壓縮至足夠高以允許其高壓或中壓凈化的壓カ(介于例如3 bar abs與27 bar abs之間的壓力)。中壓的或高壓的經(jīng)浄化的工作氣體在壓縮站2的中間壓縮級處和/或壓縮站2的出ロ處被重新噴射。
當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于上文所述的示例性實(shí)施例。例如，可設(shè)想處于圖4和圖5的實(shí)施例之間的裝置。也就是說，當(dāng)所回收的混合物的壓カ處于相對低壓時(shí)，例如(第一壓縮級的葉輪中的壓力)介于I bar與3 bar之間時(shí)，該混合物可在被浄化或直接重新噴射到回路中之前被壓縮至中壓(介于3 bar與9 bar之間)。當(dāng)所回收的混合物處于例如(中間壓縮級的葉輪中的壓力)介于3 bar與15 bar之間的中壓下時(shí),該混合物可被輸送至中壓浄化器I。以此方式，可減小回收用壓縮機(jī)的大小。同樣，可設(shè)想處于圖2和圖3的實(shí)施例之間的裝置。也就是說，當(dāng)所回收的混合物處于例如(第一壓縮級的葉輪中的壓力)介于I bar與3 bar之間的相對低的壓カ下時(shí)，該混合物可在壓縮站的入ロ處被直接重新噴射到回路中。在這種情況下，為了處理額外的雜質(zhì)，優(yōu)選相應(yīng)地對通常置于冷箱3中的內(nèi)部吸附器(用于凈化工作流體)定尺寸。當(dāng)所回收的混合物處于例如(中間壓縮級的葉輪中的壓力)介于3 bar與15 bar 之間的中壓下時(shí)，該混合物可被輸送至中壓凈化器I。因此，易于理解的是，雖然本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是ー種簡單且不昂貴的結(jié)構(gòu)，但其允許回收和再循環(huán)任何已泄漏的工作流體。本發(fā)明可以控制工作氣體被阻隔氣體污染的程度。被阻隔氣體污染的工作氣體被回收并凈化(在冷箱3中和/或在外部凈化部件I中)。這種凈化可在壓縮之后(或者在與密封系統(tǒng)相容地升壓之后)在中壓下執(zhí)行。經(jīng)凈化的氣體可在低壓水平和/或在中壓水平和/或在高壓水平被重新噴射到回路中。 本發(fā)明尤其可適用于任何高容量液化或制冷単元(依靠氦氣或稀有氣體循環(huán)而運(yùn)行)。本發(fā)明尤其還可適用于使用氦氣作為工作氣體的氫液化器。
權(quán)利要求
1.一種使用制冷器/液化器對工作流體、尤其是包含氦氣或者由純氦氣組成的工作流體進(jìn)行低溫冷卻/液化的方法，所述制冷器/液化器包括設(shè)有壓縮站(2)和冷箱(3)的工作回路，所述制冷器/液化器使所述工作回路中的所述工作氣體經(jīng)歷一循環(huán)，所述循環(huán)依次包括所述工作流體在所述壓縮站(2)中的壓縮，所述工作流體在所述冷箱(3)中的冷卻和膨脹，以及所述工作流體的再熱以使所述工作流體能夠返回所述壓縮站(2)，所述壓縮站(2)包括一個(gè)或若干壓縮級，每個(gè)壓縮級均使用安裝在軸承(5)上的一個(gè)或若干壓縮機(jī)(12)，其特征在于，所述制冷器包括一裝置(4)，所述裝置(4)用于將與所述工作流體不同的阻隔氣體噴射到所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)軸承(5)中，以形成將源自所述工作回路的泄漏的工作流體引向用于使它們再循環(huán)和返回(13，21)所述工作回路的區(qū)域(13)的氣體屏障。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，用于噴射所述阻隔氣體的所述裝置(4)形成氣體屏障，以防止泄漏的工作流體流向所述壓縮站(2)的至少一個(gè)所謂的被污染區(qū)域(121)或者相對于大氣未被密封的區(qū)域，所述被污染區(qū)域是所述壓縮站(2)的含油機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，將所述阻隔氣體以比所述工作回路中的所述工作流體在安裝在所述軸承(5)上的所述壓縮機(jī)處的壓力低的壓力噴射到所述至少一個(gè)軸承(5)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述阻隔氣體包含氮?dú)饣蛘哂杉兊獨(dú)饨M成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用于噴射所述阻隔氣體的所述裝置(4)包括至少一個(gè)阻隔氣體噴射位置(14)和至少一個(gè)出口(24)，所述至少一個(gè)出口用于收集包含所噴射的阻隔氣體和源自所述泄漏的所述工作流體的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述制冷器/液化器包括氣體凈化部件(1)，所述氣體凈化部件具有用于待凈化的氣體的入口(11)和用于經(jīng)凈化的氣體的出口(21)，所述凈化部件(I)的出口( 21)在所述壓縮站(2 )的出口處流體連接至所述工作回路，并且由所述至少一個(gè)出口(24)收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分被重新噴射(13)到所述凈化部件(I)的入口中，以使所述混合物的所述至少一部分能夠被凈化然后在所述壓縮站(2 )的出口處被重新噴射到所述工作回路中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述凈化部件(I)的入口被供給與來自所述回路的所述工作流體不同的氣體，也就是說，所述工作回路屬于“開”式。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，由所述至少一個(gè)出口(24)收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分在所述壓縮站(2)的入口處和/或在中間壓縮級處和/或在所述壓縮站(2)的出口處被重新噴射(13)到所述工作回路中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述工作回路被稱為“閉式”循環(huán)，并且所述工作回路包括氣體凈化部件(1)，所述氣體凈化部件具有僅被供給源自所述工作回路的工作氣體的、用于待凈化的氣體的入口(11)以及用于供給所述冷箱(3)的經(jīng)凈化的氣體的出口(21)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述制冷器/液化器包括氣體凈化部件(1)，所述氣體凈化部件具有用于待凈化的氣體的入口(11)和用于經(jīng)凈化的氣體的出口(21)，所述凈化部件(I)的出口(21)在通向所述壓縮站(2)的入口處流體連接至所述工作回路，并且由所述至少一個(gè)出口(24)收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分被重新噴射(13)到所述凈化部件(I)的入口中，以使所述混合物的所述至少一部分能夠被凈化然后在所述壓縮站(2)的入口處被重新噴射到所述工作回路中。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述制冷器/液化器包括氣體凈化部件(1)，所述氣體凈化部件具有用于待凈化的氣體的入口(11)和用于經(jīng)凈化的氣體的出口(21)，所述凈化部件(I)的出口( 21)在所述壓縮站(2 )的中間壓縮級處和/或在所述壓縮站(2)的出口處流體連接至所述工作回路，并且由所述至少一個(gè)出口(24)收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分被重新噴射(13)到所述凈化部件(I)的入口中，以使所述混合物的所述至少一部分能夠被凈化然后在所述壓縮站(2)的出口中或在所述壓縮站(2)的出口處被重新噴射到所述工作回路中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，由所述至少一個(gè)出口(24)收集的工作流體和阻隔氣體的混合物的至少一部分在被供給至所述凈化部件(I)的入口(11)之前被壓縮(6)。
13.一種用于對包含氦氣或者由純氦氣組成的工作流體進(jìn)行低溫冷卻/液化的設(shè)備，所述設(shè)備包括設(shè)有壓縮站(2)和冷箱(3)的工作回路，所述工作回路使所述工作氣體經(jīng)歷一循環(huán)，所述循環(huán)依次包括所述工作流體在所述壓縮站(2)中的壓縮，所述工作流體在所述冷箱(3)中的冷卻和膨脹，以及所述工作流體的再熱以使所述工作流體能夠返回所述壓縮站(2)，所述壓縮站(2)包括一個(gè)或若干壓縮級，每個(gè)壓縮級均使用安裝在軸承上的一個(gè)或若干壓縮機(jī)(12)，其特征在于，所述制冷器包括一裝置(4)，所述裝置(4)用于將與所述工作流體不同的阻隔氣體噴射到所述壓縮機(jī)的至少一個(gè)軸承(5)中，以形成將源自所述工作回路的泄漏的工作流體引向用于使它們再循環(huán)和返回(13，21)所述工作回路的區(qū)域(13)的氣體屏障。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，用于噴射所述阻隔氣體的所述裝置(4)包括至少一個(gè)阻隔氣體噴射位置(14)和至少一個(gè)出口(24)，所述至少一個(gè)出口用于收集所噴射的阻隔氣體和源自所述泄露的工作流體的混合物，并且所述回路包括管道(13)，所述管道用于將所述混合物在所述壓縮站(2)的入口處和/或在所述壓縮站(2)的中間壓縮級處和/或在所述壓縮站(2)的出口處重新噴射到所述工作回路中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括一部件(I)，所述部件用于凈化所述混合物，以便從所述工作氣體分離雜質(zhì)，尤其是從所述混合物除去所述阻隔氣體，所述混合物一旦已通過所述凈化部件(I)便被重新噴射到所述工作回路中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用制冷器/液化器對工作流體、尤其是包含氦氣或者由純氦氣組成的工作流體進(jìn)行低溫冷卻/液化的方法，所述制冷器/液化器包括設(shè)有壓縮站(2)和冷箱(3)的工作回路，所述制冷器/液化器使所述工作回路中的工作氣體經(jīng)歷一循環(huán)，所述循環(huán)依次包括所述工作流體在所述壓縮站(2)中的壓縮，所述工作流體在所述冷箱(3)中的冷卻和膨脹，以及為使所述工作流體能夠返回所述壓縮站(2)的所述工作流體的再熱，所述壓縮站(2)包括一個(gè)或多個(gè)壓縮級，每個(gè)壓縮級均使用安裝在軸承(5)上的一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)(12)。所述方法的特征在于，所述制冷器包括一裝置(4)，所述裝置用于將與所述工作流體不同的阻隔氣體噴射到所述一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)的至少一個(gè)軸承(5)上，以形成將源自所述工作回路的泄漏的工作流體引向用于使它們再循環(huán)和返回(13，21)所述工作回路的區(qū)域(13)的氣體屏障。
文檔編號F25B49/00GK102652246SQ201080055717
公開日2012年8月29日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者F·安德里厄, F·德爾凱爾, F·杜蘭德, J-M·伯恩哈特, V·格拉比耶 申請人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司