專利名稱：空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)用汽輪機組件，其以 空氣作為制冷劑，用于冷凍倉庫、零度以下的低溫室等以及空調(diào)。
背景技術(shù)：
在制冷劑采用空氣時，其環(huán)境保護或安全性的方面好于采用 氟或氨氣等的場合，但是，其在能量效率的特性方面是不夠的。 然而，像冷凍倉庫等那樣，在用于可直接吹入作為制冷劑的空氣 的設(shè)施的場合，通過采取省略庫內(nèi)風(fēng)扇或溶冰器等的措施，具有 將總成本下降到與已有系統(tǒng)平齊的可能性。目前，已從環(huán)境方面， 對制冷劑采用氟的方面進(jìn)行了限制，另外，即使采用其它的制冷 劑用氣體，人們?nèi)韵ＭM可能地避免它。由此，在上述那樣的用 途中，人們提出將空氣用作制冷劑的空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)(比 如，專利文獻(xiàn)l，非專利文獻(xiàn)l)。另外，人們提到，在-30。C一60。C的深冷(f < 一7' m—/v K) 區(qū)域，空氣冷卻的理論效率大于等于氟和氨氣(非專利文獻(xiàn)1)。但 是，為了獲得上述空氣冷卻的理論效率，只有在具有最佳設(shè)計的 周邊裝置的情況下才會成立。周邊裝置為壓縮機、膨脹汽輪機等。作為壓縮機、膨脹汽輪機，采用壓縮機葉輪和膨脹汽輪機葉 輪安裝于共同的主軸上的汽輪機組件(專利文獻(xiàn)1,非專利文獻(xiàn)1)。另外，作為處理工藝氣體的汽輪機壓縮機，提出有下述的磁 軸承式汽輪機壓縮機，其中，在主軸的一端安裝汽輪機葉輪，在其另 一 端安裝壓縮機葉輪，通過由電磁鐵的電流控制的軸頸和推 力軸承支承上述主軸(專利文獻(xiàn)2)。
此外，人們提出有汽輪機發(fā)動機的方案，但是，為了避免作 用于主軸支承用的滾動軸承上的推力荷載導(dǎo)致軸承壽命的縮短， 人們提出通過推力磁軸承，減小作用于滾動軸承上的推力荷載的 方案(專利文獻(xiàn)3)。
專利文獻(xiàn)1:曰本專利第2623202號文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)2:日本特開平7-91760號文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)3:日本特開平8-261237號文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)1:雜志，二 y亇O力二力少(日經(jīng)機械)，《空 気"C空気^冷々卞》(用空氣冷卻空氣)，1995年11月13日發(fā)行， No.467,第46~52頁
像前述那樣，作為空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)，為了在深冷區(qū)域 獲得高效率的空氣冷卻的理論效率，必須要求最佳設(shè)計的壓縮機、 膨脹汽輪機。
作為壓縮機、膨脹汽輪機采用像上述那樣，采用壓縮機葉輪 和膨脹汽輪機葉輪安裝于共同的主軸上的汽輪機組件。該汽輪機 組件可通過膨脹汽輪機產(chǎn)生的動力驅(qū)動壓縮機葉輪，提高空氣循 環(huán)冷凍機的效率。
但是，為了獲得實用的效率，必須微小地保持各葉輪和外殼 的間隙。該間隙的變化構(gòu)成穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)的妨礙，導(dǎo)致效率的 降低。
另外，通過作用于壓縮機葉輪、汽輪機葉輪上的空氣，在主 軸上作用推力，在支承主軸的軸承上施加推力荷載?？諝庋h(huán)冷 凍冷卻汽輪機組件中的汽輪機組件的主軸的旋轉(zhuǎn)速度在1分鐘內(nèi) 為8萬 10萬轉(zhuǎn)，與普通的用途的軸承相比較，為非常高的速度。由此，上述這樣的推力荷載導(dǎo)致支承主軸的軸承的長期耐久性降 低，壽命降低，使空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件的可靠性降低。 無法消除這樣的軸承的長期耐久性的課題，則空氣循環(huán)冷凍冷卻 用汽輪機組件的實用化，進(jìn)而空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)的實用化難 以實現(xiàn)。但是，上述專利文獻(xiàn)1,非專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)并不 是致力于解決有關(guān)高速旋轉(zhuǎn)下的推力荷載的負(fù)荷的軸承的長期耐 久性的降低。
在像專利文獻(xiàn)2的》茲軸承式汽輪機壓縮機那樣，通過由磁軸 承形成的軸頸軸承和推力軸承支承主軸的類型的場合，軸頸軸承 沒有軸向的限制功能。由此，如果具有軸頸軸承的控制的不穩(wěn)定 因素等，則難以保持上述葉輪和外殼之間的微小間隙，進(jìn)行穩(wěn)定 的高速旋轉(zhuǎn)。在磁軸承的場合，還具有電源停止時的接觸問題。
此外，在空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件中，在通過軸承以 可旋轉(zhuǎn)的方式支承主軸，通過檢測作用于上述主軸上的推力的傳 感器的輸出，借助電磁鐵支承作用于該主軸上的推力的一部分或 全部的場合，如果作用于該主軸上的推力的檢測精度低，則具有 不能夠有效降低向軸承上的推力，軸承的長期耐久性無法確保的 問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組 件，其中，在保持葉輪的微小間隙的同時，實現(xiàn)穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)， 以低價格謀求支承主軸的軸承的長期耐久性的提高、壽命的延長、 可靠性的提高。
本發(fā)明的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件包括壓縮機和膨脹 汽輪機，上述壓縮機的壓縮機葉輪與上述膨脹汽輪機的汽輪機葉輪安裝于共同的主軸上，通過由汽輪機葉輪產(chǎn)生的動力驅(qū)動壓縮 機葉輪，或者在安裝有上述壓縮機葉輪和汽輪機葉輪的共同的主 軸上安裝電動機轉(zhuǎn)子，通過該電動機和汽輪機葉輪，使上述主軸 旋轉(zhuǎn)，以使上述壓縮機葉輪旋轉(zhuǎn)。該汽輪機組件還通過軸承以可 旋轉(zhuǎn)的方式支承上述主軸，通過檢測作用于上述主軸上的推力的 傳感器的輸出，借助電磁鐵支承作用于該主軸上的推力的一部分 或全部。上述傳感器設(shè)置于上述軸承的附近的靜止側(cè)，在上述傳感器 中，通過按壓力使特性產(chǎn)生變化，該特性變化以可電子方式檢測 的傳感元件圍繞主軸軸心而沿圓周方向并列地設(shè)置，根據(jù)該多個 傳感元件的輸出檢測上述推力，介設(shè)于上述滾動軸承的外圈和支 承該外圏的主軸外殼之間。最好，上述滾動軸承為深槽球軸承等 的這樣的具有外圏之間的軸向位置的保持功能的類型。上述滾動 軸承也可為角接觸球軸承。上述方案的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件適用于下述的空 氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)，比如，其對流入空氣依次通過預(yù)先壓縮機 構(gòu)進(jìn)行壓縮，通過熱交換器進(jìn)行冷卻，通過汽輪機組件中的壓縮 機進(jìn)行壓縮，通過另外的熱交換器進(jìn)行冷卻，通過上述汽輪機組 件中的膨脹汽輪機進(jìn)行隔熱膨脹。在此場合，按照下述方式使用，該方式為通過壓縮機進(jìn)行壓縮而實現(xiàn)溫度上升，通過上述熱交 換器冷卻的空氣通過其它的熱交換器冷卻，導(dǎo)向膨脹汽輪機，通 過隔熱膨脹而冷卻到目標(biāo)溫度，比如，-30°C~-60°C的極低溫度， 將其排出，以便通過熱交換器即使以較高的溫度的介質(zhì)，仍可以 良好的效率對構(gòu)成冷卻介質(zhì)的空氣進(jìn)行熱交換。在此場合的汽輪機組件中，由于壓縮機葉輪和上述膨脹汽輪 機的汽輪機葉輪安裝于共同的主軸上，通過由汽輪機葉輪產(chǎn)生的動力驅(qū)動壓縮機葉輪，故動力源是不需要的，可通過緊湊的方案， 以良好的效率進(jìn)行冷卻。
在本發(fā)明的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件中，除此以外， 也可進(jìn)行電動機驅(qū)動。比如，也可適用于下述的空氣循環(huán)冷凍冷 卻系統(tǒng)，其對流入空氣，依次通過熱交換器進(jìn)行冷卻，通過汽輪 機組件的壓縮機進(jìn)行壓縮，通過另外的熱交換器進(jìn)行冷卻，通過 上述汽輪機組件的膨脹汽輪機進(jìn)行隔熱膨脹，在上述汽輪機組件 中，上述壓縮機的壓縮機葉輪和上述膨脹汽輪機中的汽輪機葉輪 與電動機轉(zhuǎn)子安裝于共同于主軸上，通過與上述電動機相對的電 動機定子的磁力，使主軸旋轉(zhuǎn)，由此，驅(qū)動上述壓縮機葉輪。
在設(shè)置電動機、驅(qū)動主軸的場合，不必在壓縮機的前級，設(shè) 置鼓風(fēng)機等的預(yù)先壓縮機構(gòu)。
為了確保這種汽輪機組件的壓縮、膨脹的效率，必須微小地 保持各葉輪和外殼之間的間隙。在空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)中，該 效率確保是重要的。對此，由于本發(fā)明的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽 輪機組件通過滾動軸承而支承葉輪的主軸，故通過滾動軸承所具 有的軸向位置的限制功能，以某種程度限制主軸位置，可以一定 的微小程度保持各葉輪和外殼的微'J 、間隙。
但是，在汽輪機組件的主軸上，通過作用于各葉輪上的空氣 的壓力等作用有推力。另外，在空氣冷卻系統(tǒng)所采用的汽輪機組
件中，形成在1分鐘內(nèi)比如8萬~10萬轉(zhuǎn)的非常高速的旋轉(zhuǎn)。由此， 如果在以旋轉(zhuǎn)方式支承主軸的滾動軸承上作用上述推力，則主軸 的長期耐久性降低。
在本發(fā)明中，由于通過電磁鐵支承上述推力，故可通過非接 觸方式抑制扭矩的增加，同時，可減輕作用于主軸支承用的滾動 軸承的推力。在該場合，由于設(shè)置檢測通過上述壓縮機和膨脹汽輪機內(nèi)的空氣而作用于上述主軸上的推力的傳感器、對應(yīng)于該傳 感器的輸出控制上述電磁鐵的支承力的控制器，故可對應(yīng)于該軸 承類型，在最適合于推力的狀態(tài)使用滾動軸承。由此，保持各葉 輪的適合的間隙，獲得主軸的穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)，并且滾動軸承的 長期耐久性提高，壽命提高。由于主軸支承用的滾動軸承的長期 耐久性提高，故作為空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件的整體，進(jìn) 而空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)的整體的可靠性提高。像這樣，由于構(gòu) 成空氣冷卻系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)的汽輪機組件的主軸軸承的穩(wěn)定的高 速旋轉(zhuǎn)、長期耐久性、可靠性提高，故空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)可 投入實際應(yīng)用。上述滾動軸承也可設(shè)置于主軸外殼的上述壓縮機葉輪的附 近、上述汽輪機葉輪的附近。在該場合，由于對主軸的兩端進(jìn)行 支承，故可進(jìn)行更進(jìn)一步穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)。在上述傳感器中，通過按壓力使特性發(fā)生變化，其特性變化 以可電子方式#T測的傳感元件圍繞主軸軸心沿圓周方向并列地設(shè) 置，根據(jù)該多個傳感元件的輸出檢測上述推力。該傳感器介于上 述滾動軸承的外圏和支承該外圈的主軸外殼之間。通過沿圓周方向設(shè)置多個傳感元件，不產(chǎn)生傾斜，可檢測作 用于滾動軸承的外圈和主軸外殼之間的推力。另外，可通過采用 多個傳感元件，對作用于圓周方向的多個部位的力進(jìn)行平均處理，對其進(jìn)行;險測。上述多個傳感元件也可介設(shè)于上述主軸貫通的兩個環(huán)狀的部 件之間。通過將傳感元件介設(shè)于兩個環(huán)狀的部件之間，可將多個 傳感元件作為一體的傳感器而處理，裝配性良好。更具體地說，上述傳感器也可通過檢測圍繞主軸軸心而沿圓 周方向并列設(shè)置的多個》茲致伸縮部件或超磁致伸縮部件的導(dǎo)磁率，才全測推力。上述多個,茲致伸縮部件或超磁致伸縮部件也可夾 持在由軟質(zhì)石茲性材料形成的兩個》茲軛部件之間。也可在上述兩個 磁軛部件之間，設(shè)置其長度以微小程度小于上述磁致伸縮部件或 超磁致伸縮部件的、由軟質(zhì)磁性材料形成的第2磁軛部件。如果傳感元件采用》茲致伸縮部件或超磁致伸縮部件，則按壓 力的檢測精度良好。另外，如果采用上述第2磁軛部件，則磁路的磁阻變小，傳感器的靈敏度提高。由于通過使上述第2磁軛部件的長度以微小程度小于上述萬茲致伸縮部件或超磁致伸縮部件， 所檢測的推力的全部作用于》茲致伸縮部件或超磁致伸縮部件上， 故按壓力的檢測精度良好。另外，也可在上述磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件的端面上， 直接緊密貼合地設(shè)置沿其厚度方向著磁的永久磁鐵，該磁致伸縮 部件或超》茲致伸縮部件和永久》茲鐵夾4爭于由軟質(zhì)材料形成的兩個 石茲扼部件之間。同樣在該場合，也可在上述兩個》茲軛部件之間，設(shè)置第2磁軛部件，其長度以微小程度小于上述磁致伸縮部件或 超磁致伸縮部件和上述永久磁鐵重合的長度，該第2磁軛部件由 軟質(zhì)材料形成。如果采用永久磁鐵可提供偏置磁場，可選擇磁致伸縮部件或 超磁致伸縮部件的導(dǎo)磁率的變化較大的部位，將其用于檢測，可 提高檢測靈敏度。由于通過使上述第2磁軛部件的長度以微小程 度小于上述磁致伸縮部件或超》茲致伸縮部件和永久磁4失重合的長 度，所檢測的推力的全部作用于磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件， 故按壓力的檢測精度良好。也可在通過;f企測上述多個》茲致伸縮部件或超/f茲致伸縮部件的 導(dǎo)磁率，檢測推力的傳感器場合，上述傳感器圍繞磁致伸縮部件 或超磁致伸縮部件，設(shè)置傳感器線圈，通過測定上述傳感器線圏的電感，檢測上述導(dǎo)磁率。在此場合，也可設(shè)多個上述傳感器線 圈，該多個傳感器線圈串聯(lián)，對上述各傳感器線圈的輸出進(jìn)行平 均處理。也可在此場合，上述傳感器線圈以及上述》茲致伸縮部件 或超磁致伸縮部件分別為偶數(shù)個，流過接近的各傳感器線圏的電 流 為相互相反的方向。在通過檢測傳感器線圏的電感而進(jìn)行檢測的方案的場合，可 以良好的精度檢測導(dǎo)磁率的變化。另外，設(shè)置多個上述傳感器線 圈，對它們的輸出進(jìn)行平均處理，由此，可以良好的精度檢測推 力。另外，通過將該多個傳感器線圈串聯(lián)，在連接的全部的傳感 器線圏的兩端之間，連接相當(dāng)于各傳感器線圈的電感的總值的電 感，通過檢測整體的電感變化，對各傳感器線圈的電感進(jìn)行平均 處理，具有簡單地謀求平均處理的特長。另外，上述磁致伸縮部 件或超磁致伸縮部件分別為偶數(shù)個，流過接近的各傳感器線圈的 電流為相互相反的方向，可使基本共同的石茲通通過上述f茲致伸縮 部件或超磁致伸縮部件，可使各傳感器線圈的電感特性相同，由 此，以良好的精度進(jìn)行纟全測。也可在通過檢測上述多個磁致伸縮部件或超f茲致伸縮部件的 導(dǎo)磁率，檢測推力的傳感器場合，上述傳感器采用上述傳感器線 圈的電感和單獨設(shè)置的電容器的共振，根據(jù)伴隨該電感的變化而 改變的共振頻率的變化，測定上述電感變化。如果根據(jù)共振頻率的變化測定上述電感變化，則可以良好的 精度檢測導(dǎo)磁率的變化。也可在通過測上述多個^f茲致伸縮部件或超》茲致伸縮部件的 導(dǎo)磁率，檢測推力的傳感器的場合，上述傳感器在上述傳感器線 圏的一端，以一定頻率輸入一定振幅的電壓的傳送波，采用上述 傳感器線圏的電感和單獨設(shè)置的電容器的共振，根據(jù)伴隨上述電感的變化而改變的上述傳感器線圈的另 一 端的電壓振幅，測定上 述電感變化。同樣在該方案的場合，可以良好的精度檢測導(dǎo)磁率 的變化。也可在通過檢測多個J茲致伸縮部件或超磁致伸縮部件的導(dǎo)》茲 率，檢測推力的傳感器的場合，上述傳感器除了設(shè)置上述傳感器 線圈以外，還圍繞磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件而設(shè)置勵石茲線 圏，在上述勵^茲線圈中，以一定頻率，流過一定振幅的勵^茲電流， -險測在上述傳感器線圏中勵^磁的電壓，由此測定推力。在該方案的場合，通過控制流過勵磁線圏的電流，可將相對 荷載變化的磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件的導(dǎo)磁率變化點設(shè)定 在最佳點，可以良好的精度檢測導(dǎo)磁率的變化。也可在通過#全測多個-茲致伸縮部件或超i茲致伸縮部件的導(dǎo)f茲 率，檢測推力的傳感器的場合，上述傳感器采用霍爾傳感器檢測 伴隨上述》茲致伸縮部件或超磁致伸縮部件的導(dǎo)》茲率的變化而改變 的磁通密度，由此，測定推力。由于通過霍爾傳感器從外部連接 直流電源的方式，模擬輸出環(huán)境的磁通密度，故可筒單而低價格 地測定。也可在上述各方案的傳感器中，在上述傳感器線圈或上述磁 致伸縮部件或超磁致伸縮部件的周邊設(shè)置溫度傳感器，設(shè)置通過 該溫度傳感器的輸出，對上述電感的測定結(jié)果或上述導(dǎo)磁率的測 定結(jié)果進(jìn)行補正的機構(gòu)。通過進(jìn)行溫度補正，進(jìn)行精度良好的檢測。另外，上述傳感器也可檢測多個壓敏電阻元件的電阻值變化。 也可這樣形成，即，上述多個壓敏電阻體并聯(lián)，對上述壓每丈電阻 的電阻值進(jìn)行平均化處理。如果采用壓敏電阻元件，則可以通過 簡單的傳感器電路，進(jìn)行推力的檢測。另外，通過多個壓敏電阻體并聯(lián)連接，可以對通過簡單的電 路方案所測定的推力進(jìn)行平均化處理，進(jìn)行低成本、精度良好的 檢測。同樣在采用壓敏電阻元件的傳感器的場合，也可在上述壓敏 電阻元件的周邊設(shè)置溫度傳感器，設(shè)置通過上述溫度傳感器的輸 出，對上述壓敏電阻元件的電阻值進(jìn)行補正的機構(gòu)。通過該溫度 補償，檢測精度提高。另外，上述傳感器也可為下述的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，按照使 向壓敏電阻元件的作用面的壓力均勻的方式，在其與對壓敏電阻 元件施加壓力的另外的部件之間，夾持彈性體。通過夾持彈性體， 在壓壽丈電阻元件的壓每文部均等地作用壓力，可減小局部地作用壓 力的測定誤差。上述傳感器除了上述各實例以外，還可由多個變形儀傳感器 構(gòu)成。也可在變形儀傳感器的周邊設(shè)置溫度傳感器，設(shè)置通過該 溫度傳感器的輸出，對上述變形儀傳感器的變形量測定值進(jìn)行補 正的機構(gòu)。同樣在采用變形儀傳感器的場合，能以簡單的方案、 良好的精度進(jìn)行推力的檢測。上述傳感器也可采用位移檢測傳感器代替采用通過按壓力使 特性變化，且其特性變化可以電子方式檢測的傳感元件的類型。 該位移檢測傳感器也可為石茲式。即使在采用位移檢測傳感器的情 況下，仍可進(jìn)行推力的檢測。在本發(fā)明中，上述傳感器也可設(shè)置于上述滾動軸承的附近。 在將傳感器設(shè)置于滾動軸承的附近的場合，可直接測定作用于構(gòu) 成問題的滾動軸承上的推力，其測定精度良好，可進(jìn)行精密的推 力的控制。由此，保持各葉輪的適合的間隙，獲得主軸的穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)，并且獲得滾動軸承的長期耐久性的提高、壽命的提高。由于 主軸支承用的滾動軸承的長期耐久性提高，故作為空氣循環(huán)冷凍 冷卻用汽輪機組件的整體，進(jìn)而空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)的整體的 可靠性提高。像這樣，由于構(gòu)成空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)的薄弱環(huán) 節(jié)的汽輪機組件的主軸軸承的穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)、長期耐久性、可 靠性提高，故空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)可投入實際應(yīng)用。也可在本發(fā)明的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件中，上述傳 感器直接或經(jīng)由其它的部件而介設(shè)于上述滾動軸承的外圏與支承 該外圏的主軸外殼之間。通過將傳感器介設(shè)于滾動軸承的外圈和主軸外殼之間，可通 過簡單的方案，以良好的精度測定作用于滾動軸承的主軸的推力。在此場合，也可這樣形成，即，上述滾動軸承的外圈在固定 狀態(tài)嵌合的軸承外殼以可沿軸向移動的方式嵌合于開設(shè)于主軸外 殼上的內(nèi)徑孔中，上述傳感器介設(shè)于上述軸承外殼的幅面與固定 于上述主軸外殼或該主軸外殼上的部件之間。像這樣，軸承外殼可移動，在軸承外殼和主軸外殼之間設(shè)置 傳感器，可將軸承外殼的較寬幅面用于傳感器的配置，即使在外 圏的徑向厚度小的情況下，仍可設(shè)置較大的傳感器，提高測定的 靈敏度和精度。也可在上述傳感器中，外加第1彈簧部件的預(yù)壓。測定介設(shè) 于部件之間的力的傳感器一般不能夠檢測反向的力，如果施加預(yù) 壓，則檢測預(yù)壓量的偏差，即使為正反方向中的任意的方向的反 力，仍可進(jìn)行檢測。上述第1彈簧部件的預(yù)壓也可為通過上述壓縮機和膨脹汽輪 機內(nèi)的空氣，作用于上述主軸上的平均的推力以上的值。通過施加平均的推力以上的預(yù)壓，即使在以該預(yù)壓量為基準(zhǔn)，檢測正反任意的方向的推力的情況下，仍可充分地獲得可檢測的 力的范圍。另外，第1彈簧部件的預(yù)壓也可為上述平均的推力程度。 也可在本發(fā)明的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件中設(shè)置多個 上述滾動軸承，在其中一個滾動軸承的附近設(shè)置上述傳感器，其 它的滾動軸承按照可沿軸向移動的方式設(shè)置于主軸外殼上，并且通過第2彈簧部件彈性地支承。其它的滾動軸承通過第2彈簧部件彈性地支承，由此，可在 軸承上作用適合的預(yù)壓。進(jìn)而，由此以良好的精度保持主軸的軸 向位置，并且通過上述傳感器以良好的精度進(jìn)行推力的檢測。上述第2彈簧部件介設(shè)于上述其它的滾動軸承的外圈與上述 主軸外殼之間，或固定上述其它的滾動軸承的外圈的部件與主軸 外殼之間，或上述滾動軸承的內(nèi)圈與上述主軸之間。即使在介設(shè) 于這些中的任意的部位的情況下，也可通過簡單的方案設(shè)置第2 彈簧部件。在設(shè)置上述第1彈簧部件和第2彈簧部件的場合，上述第2 彈簧部件的彈簧常數(shù)小于上述第1彈簧部件。如果第2彈簧部件的彈簧常數(shù)大于第1彈簧部件，則在主軸 上作用過大的推力的場合，對兩者的軸承作用過大的預(yù)壓。通過 減小第2彈簧部件的彈簧常數(shù)，避免在另一軸承上作用該過大的 預(yù)壓，獲得穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)性能，同時，可對傳感器施加正反兩個方 向的推力檢測的預(yù)壓。在本發(fā)明中，也可在上述主軸上設(shè)置多個由強磁性體形成的 法蘭狀的推力板，按照與各法蘭的兩側(cè)的幅面相對的方式，上述 電磁鐵也可以設(shè)置于設(shè)置上述軸承的主軸外殼上。在汽輪機組件中，在空氣壓力的推力大的場合，想增加推力板的直徑，增加電磁鐵的力。但是，在高速旋轉(zhuǎn)的場合，具有因 離心力而破壞的危險，在增加推力板的直徑的方面，具有界限。 在推力板為多個的場合，不會產(chǎn)生離心力的破壞的問題，可提高 對推力的7 、受力。在設(shè)置多個推力板的場合，也可將上述電磁鐵沿圓周方向并 列，分割為多個。電磁鐵為分割形式，由此，即使具有多個推力 板，仍容易進(jìn)行裝配。分割為多個的相應(yīng)的電磁鐵的極數(shù)、尺寸、內(nèi)置的線圈的匝 數(shù)也可相同。通過使這些極數(shù)、尺寸、ffi數(shù)相同，可在全周上作 用均勻的電磁力，可釆用與已分割的相應(yīng)的電磁鐵相同的結(jié)構(gòu)， 謀求生產(chǎn)性和裝配性的提高。


從以附圖為參考的下述合適的實施例的說明，會更加清楚地 理解本發(fā)明。但是，實施例和附圖用于圖示和說明，不應(yīng)用于確 定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍通過附加的權(quán)利要求確定。在附 圖中，多個附圖中的同一部件標(biāo)號表示同一部分。圖1為采用本發(fā)明的第1實施方式的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件的空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；圖2為本發(fā)明的第1實施方式的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機 組件的剖一見圖；圖3為第2實施方式的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件的剖 視圖；圖4為第3實施方式的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件的剖 視圖；圖5為第4實施方式的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件的剖視圖；圖6為第5實施方式的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件的剖 視圖；圖7(A)、 (B)為表示上述各實施方式的汽輪機組件所采用的傳 感器的 一 個實例的主視圖和其中的VII-VII線的剖視圖；圖8(A)、 (B)為表示上述各實施方式的汽輪機組件所采用的傳 感器的第1變形實例的主視圖和其中的VIII-VIII線的剖視圖；圖9(A)、 (B)為上述傳感器的第2變形實例的主視圖和其中的 IX-IX線的剖視圖；圖IO(A)、 (B)為上述傳感器的 的X-X線的剖視圖；圖ll(A)、 (B)為上述傳感器的 的XI-XI線的剖視圖；圖12(A)、 (B)為上述傳感器的 的XII-XII線的剖視圖；圖U(A)、 (B)為上述傳感器的 的XIII-XIII向牙見圖；圖14(A)、 (B)為上述傳感器的 的XIV-XIV向視圖；圖15(A)、 (B)為上述傳感器的 的XV-XV向視圖；圖16為表示上迷各實施方式的汽輪機組件所采用的傳感器電 路的 一 個實例的方框圖；圖17為表示上述傳感器電路的第1變形實例的方框圖；圖18(A)、 (B)為上述傳感器電路的力和電感之間的關(guān)系的曲 線圖，以及力與傳感器輸出之間的關(guān)系的曲線圖；第3變形實例的主視圖和其中 第4變形實例的主視圖和其中 第5變形實例的主視圖和其中 第6變形實例的剖視圖和其中 第7變形實例的剖視圖和其中 第8變形實例的剖視圖和其中圖19為表示上述傳感器電路的第2變形實例的方框圖；圖20(A)、 (B)為表示上述傳感器電路的力與電阻之間的關(guān)系的曲線圖，以及力與傳感器輸出之間的關(guān)系的曲線圖；圖21為表示上述傳感器電路的第3變形實例的方框圖；圖22為表示上述傳感器電路的力和傳感器輸出之間的關(guān)系的曲線圖；圖23為表示上述傳感器電路的第4變形實例的方框圖；圖24為表示上述各實施方式的汽輪機組件所釆用的控制器的 一個實例的方框圖；圖25(A)、 (B)分別為第6實施方式的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽 輪機組件的縱向剖視圖和其電磁鐵的橫向剖視圖；圖26為第7實施方式的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件的剖 視圖。
具體實施方式
下面通過圖l和圖2，對本發(fā)明的第1實施方式進(jìn)行說明。圖 1表示空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)的整體的結(jié)構(gòu)。該空氣冷卻系統(tǒng)為直 接將冷凍庫等的被冷卻空間10的空氣作為制冷劑而冷卻的系統(tǒng)， 具有從分別開口于被冷卻空間IO的空氣的取入口 la延伸到排出 口 lb的空氣循環(huán)通路l。在該空氣循環(huán)通路l中，依次設(shè)置預(yù)先 壓縮機構(gòu)2、第1熱交換器3、除濕器4、空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽 輪機組件5的壓縮機6 、第2熱交換器8 、中間熱交換器9與上述 汽輪機組件5的膨脹汽輪機7。中間熱交換器9在上述空氣循環(huán)通 路l的內(nèi)部，在取入口 la的附近的流入空氣，與通過后級的壓縮 機而升溫、通過第2熱交換器8冷卻的空氣之間進(jìn)行熱交換，取 入口 la的附近的空氣通過熱交換器芯體9a的內(nèi)部。預(yù)先壓縮機構(gòu)2由鼓風(fēng)機等形成，通過電動機2a驅(qū)動。第l 熱交換器3和第2熱交換器8分別具有使冷卻介質(zhì)循環(huán)的熱交換 器芯體3a、 8a,在熱交換器芯體3a、 8a內(nèi)的水等的冷卻介質(zhì)和空 氣循環(huán)通路1的空氣之間進(jìn)行熱交換。各熱交換器芯體3a、 8a通 過管與冷卻塔11連接，通過熱交換升溫的冷卻介質(zhì)通過冷卻塔11冷卻。該空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)為將被冷卻空間10保持在0°C -60°C程度的系統(tǒng)，0°C ~-60°C程度的 一個氣壓的空氣從被冷卻空 間10流入空氣循環(huán)通路1的取入口 la。另外，在下面給出的溫度 和氣壓的數(shù)值為大致的目標(biāo)的一個實例。流入取入口 la中的空氣 通過中間熱交換器9，用于空氣循環(huán)通路1中的后級的空氣的冷 卻，升溫至30。C。該升溫的空氣處于一個氣壓的狀態(tài)，但是，通 過預(yù)先壓縮機構(gòu)2壓縮到1.4氣壓，通過該壓縮升溫至70°C 。由 于第1熱交換器3可對升溫的7(TC的空氣進(jìn)行冷卻為好，故即使 為常溫程度的冷水，仍可以良好的效率進(jìn)行冷卻，冷卻到40。C。 除濕器4為了防止空氣循環(huán)通路1內(nèi)的空氣的水分因在后級的向 水點下的冷卻而凍結(jié)，產(chǎn)生空氣循環(huán)通路1的堵塞或膨脹汽輪機7 卡住的等的情況，對通路內(nèi)的空氣進(jìn)行除濕處理。除濕后的4CTC、 1.4氣壓的空氣通過汽輪機組件5的壓縮機6 壓縮到1.8氣壓，在通過該壓縮升溫到70。C程度的狀態(tài)通過第2 熱交換器8冷卻到40°C 。該4(TC的空氣通過中間熱交換器9，通 過來自^皮冷卻空間10的-30。C的空氣冷卻到-20。C 。對于氣壓，維 持在從壓縮機6排出的1.8氣壓。通過中間熱交換器9冷卻到-2(TC的空氣通過汽輪機組件5的 膨脹汽輪機7隔熱膨脹冷卻到-55。C ，從排出口 lb排到被冷卻空 間10中。該空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)進(jìn)行這樣的冷凍循環(huán)。圖2表示空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件5的具體實例。該汽輪機組件5包括離心壓縮機6和輻流式膨脹汽輪機7，壓縮機6 的壓縮機葉輪6a和膨脹汽輪機7的汽輪機葉輪7a分別安裝于主 軸13的兩端。另外，借助由汽輪機葉輪7a產(chǎn)生的動力，驅(qū)動壓 縮機葉輪6a,未設(shè)置另外的驅(qū)動源。另外，也可像比如，在后面說明的圖26的實例那樣，壓縮機 6的壓縮機葉輪6a、膨脹汽輪機7的汽輪機葉輪7a和電動機轉(zhuǎn)子 92安裝于共同的主軸13上，通過電動機90和膨脹汽輪機7的驅(qū) 動力驅(qū)動主軸13。在設(shè)置電動機90而驅(qū)動主軸13的場合，不必 在壓縮機6的前級設(shè)置鼓風(fēng)機等的預(yù)先壓縮機構(gòu)2(圖1)。壓縮機6具有通過微小的間隙dl而與壓縮機葉輪6a面對的 外殼6b，通過壓縮機葉專侖6a對從中心部的吸入口 6c沿軸向吸入 的空氣進(jìn)行壓縮，將該空氣從外周部的出口(圖中未示出)，像由箭 頭6d所示的那樣排出。膨脹汽輪機7具有通過微小的間隙d2而與汽輪機葉輪7a面 對的外殼7b,通過汽輪才幾葉輪7a對從外周部如由箭頭7c所示的 那樣吸入的空氣進(jìn)行隔熱膨脹，從中心部的排出口 7d沿軸向排出。該汽輪機組件5相對徑向，通過多個軸承15、 16支承主軸13, 通過電磁鐵17承受作用于主軸13上的推力。該汽輪機組件5包 括檢測通過壓縮機6和膨脹汽輪機7內(nèi)的空氣作用于主軸13上的 推力的傳感器18;控制器19,該控制器19對應(yīng)于該傳感器18的 輸出，控制上述電磁鐵17的支承力。該電磁鐵17按照以非接觸 方式與設(shè)置于主軸13的中間的由強磁性體形成的法蘭狀的推力板 13a的兩個面面對的方式，設(shè)置于主軸外殼14中。支承主軸13的軸承15、 16為滾動軸承，具有軸向位置的限 制功能，比如，采用深槽球軸承。在深槽球軸承的場合，具有兩個方向的推力支承功能，具有將內(nèi)外圈的軸向位置返回到中立位置的作用。該兩個軸承15、 16分別設(shè)置于主軸外殼14的壓縮機 葉輪6a和汽輪機葉輪7a的附近。主軸13構(gòu)成帶有臺階部的軸，其具有中間部的較大直徑部 13b,與兩端部的較小直徑部13c。在兩側(cè)的軸承15、 16中，該內(nèi) 圈15a、 16a在壓配合的狀態(tài)與較小直徑部13c嵌合，其中一個幅 面與較大直徑部13b和較小直徑部13c之間的臺階面卡合。在主軸外殼14的兩側(cè)的軸承15、 16的各葉輪6a、 7a側(cè)的部 分，內(nèi)徑面按照接近主軸13的直徑形成，在該內(nèi)徑面形成非接觸 密封件21、 22。該非接觸密封件21、 22為迷宮式密封件，其中， 在主軸外殼14的內(nèi)徑面，沿軸向并列地形成多個圓周槽。上述傳感器18設(shè)置于汽輪機葉輪7a側(cè)的軸承16的附近的靜 止側(cè)，即，主軸外殼14側(cè)。在附近設(shè)置有上述傳感器18的軸承 16中，其外圏16b在固定狀態(tài)與軸承外殼23內(nèi)部嵌合。軸承外殼 23呈環(huán)狀形成，在一端與軸承16的外圈16b的幅面卡合的內(nèi)凸緣 23a,沿軸向可移動地與設(shè)置于主軸外殼14上的內(nèi)徑孔24嵌合。 上述內(nèi)凸緣23a設(shè)置于軸向的中間側(cè)端。傳感器18介設(shè)于安裝于主軸外殼14上的軸承外殼23的內(nèi)凸 緣23a側(cè)的幅面、作為固定于主軸外殼14上的部件的 一 個電磁鐵 17之間。另外，通過第1彈簧部件25,對傳感器18附加預(yù)壓。 第1彈簧部件25接納于設(shè)置于主軸外殼14上的接納凹部內(nèi)，沿 軸向使軸承16的外圈16b偏置，通過外圈16b和軸岸義外殼23，對 傳感器18預(yù)先施加壓力。第1彈簧部件25比如由設(shè)置于圍繞主 軸13的圓周方向的多個部位的螺旋彈簧等構(gòu)成。由于通過按壓力檢測推力的傳感器18還可對朝向主軸13的 軸向的任意的方向的移動進(jìn)行檢測，故第l彈簧部件25的預(yù)壓為在汽輪機組件5的通常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下作用于主軸13的平均的推力 以上的值。傳感器18的非設(shè)置側(cè)的軸承15按照相對主軸外殼14,可沿 軸向移動的方式設(shè)置，并且通過第2彈簧部件26彈性支承。在本 實例中，軸承15的外圈15b以可沿軸向移動的方式與主軸外殼14 的內(nèi)徑面嵌合，第2彈簧部件26介設(shè)于外圏15b和主軸外殼14 之間。第2彈簧部件26按照與內(nèi)圈15a的幅面所卡合的主軸13 的臺階面面對的方式，使外圏15b偏置，對軸承15施加預(yù)壓。第 2彈簧部件26由設(shè)置于圍繞主軸13的圓周方向的多個部位的螺旋 彈簧等構(gòu)成，分別接納于設(shè)置于主軸外殼14上的接納凹部的內(nèi)部。 第2彈簧部件26的彈簧常數(shù)小于第1彈簧部件25。本方案的汽輪機組件5按照下述方式使用，該方式為在圖1 所示的空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)中，通過壓縮機6壓縮，使其溫度 上升，用熱交換器8、 9冷卻的空氣通過膨脹汽輪機7，借助隔熱 膨脹冷卻到目標(biāo)溫度，比如，-30°(3~-601:程度的極低溫度，將其 排出，以便能夠通過熱交換器8、 9以良好的效率對形成冷卻介質(zhì) 的空氣進(jìn)行熱交換。由于在該汽輪機組件5中，壓縮機葉輪6a和汽輪機葉輪7a 安裝于共同的主軸13上，通過由汽輪機葉輪7a產(chǎn)生的動力，驅(qū) 動壓縮機葉輪6a,故動力源是不需要的，可通過緊湊的方案，有 效地冷卻。為了確保該汽輪機組件5的壓縮、膨脹的效率，必須以微小 方式保持各葉輪6a、 7a與外殼6b、 7b的間隙dl 、 d2。在空氣循 環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)中，該效率確保是重要的。對此，通過滾動式的 軸承15、 16支承主軸13，故可通過滾動軸承所具有的軸向位置的 限制功能，以某種程度限制主軸13的軸向位置，將各葉輪6a、 7a與外殼6b、 7b之間的微小間隙dl 、 d2保持一定。但是，在汽輪機組件5中的主軸13上，因作用于各葉輪6a、 7a上的空氣的壓力等作用有推力。另外，在空氣循環(huán)冷凍冷卻系 統(tǒng)所采用的汽輪機組件5中，在1分鐘內(nèi)實現(xiàn)比如8萬 10萬轉(zhuǎn)的 非常高速的旋轉(zhuǎn)。由此，如果在旋轉(zhuǎn)支承主軸13的滾動軸承15、 16上作用有上述推力，則軸承15、 16的長期耐久性降低。由于本實施方式通過電磁鐵17支承上述推力，故可在以非接 觸的方式抑制轉(zhuǎn)矩的增加，同時減輕作用于主軸13的支承用的滾 動軸承15、 16上的推力。在此場合，由于設(shè)置檢測通過壓縮機6 和膨脹汽輪機7內(nèi)的空氣，作用于主軸13上的推力的傳感器18; 對應(yīng)于該傳感器18的輸出，控制上述電磁鐵17的支承力的控制 器19，故可對應(yīng)于該軸承類型，在最適合于推力的狀態(tài)，使用滾 動軸承15、 16。特別是由于傳感器18設(shè)置于軸承16的附近，故可直接測定 作用于成為問題的軸承16上的推力，其測定精度良好，可進(jìn)行精 密的推力的控制。由此，保持各葉輪6a、 7a的適合的間隙dl、 d2，獲得主軸 13的穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)，并且使軸承15、 16的長期耐久性提高，壽 命提高。由于軸承15、 16的長期耐久性提高，故作為空氣循環(huán)冷 凍冷卻用汽輪機組件5的整體，進(jìn)而作為空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng) 的整體的可靠性提高。由于像這樣，構(gòu)成空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng) 的薄弱環(huán)節(jié)的汽輪機組件5的主軸軸承15、16的穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)、 長期耐久性、可靠性提高，故空氣循環(huán)冷凍冷卻系統(tǒng)可投入實際 應(yīng)用。由于各軸承15、 16設(shè)置于壓縮機葉輪6a的附近和汽輪機葉 輪7a的附近，支承主軸13的兩端，故可進(jìn)行更進(jìn)一步穩(wěn)定的高速旋轉(zhuǎn)。另外，由滾動軸承形成的軸承15通過第2彈簧部件26 彈性地支承，施加適合的預(yù)壓，故主軸13的軸向位置穩(wěn)定，更加 確實維持各葉輪6a、 7a的微小間隙dl、 d2,獲得更加穩(wěn)定的高速 旋轉(zhuǎn)。由于在各軸承15、 16的端部側(cè)的主軸13和主軸外殼14之間， 設(shè)置由迷宮式密封件構(gòu)成的非接觸密封件21、 22,故防止通過軸 承15、 16內(nèi)部等，空氣泄漏到壓縮機6和膨脹汽輪機7之間的情 況。由于在壓縮機6的內(nèi)部和膨脹汽輪機7的內(nèi)部氣壓差大，故 經(jīng)由各軸承15、 16的內(nèi)部或各軸承15、 16的內(nèi)外圏15a、 16a與 主軸13或主軸外殼14嵌合的面，產(chǎn)生空氣的泄漏。這樣的空氣 的泄漏導(dǎo)致壓縮機6、膨脹汽輪機7的效率的降低，另外，在通過 軸承15、 16的內(nèi)部的空氣將軸承15、 16內(nèi)的潤滑劑干燥或產(chǎn)生 灰塵時，具有污染軸承15、 16的內(nèi)部，使耐久性降低的危險。這 樣的效率的降低，以及軸承15、 16的污損通過上述非接觸密封件 21、 22防止。由于傳感器18施加預(yù)壓，故即使僅僅進(jìn)行按壓力的檢測，同 樣在沿主軸13的軸向的任意方向移動的場合，仍可進(jìn)行檢測。即， 在為通過按壓力進(jìn)行檢測的傳感器的場合，在按壓力為反向的場 合，不能進(jìn)行檢測，但是，通過施加預(yù)壓，在反向的推力的場合， 通過因作用于傳感器18上的按壓力減小，可以進(jìn)行檢測。由于對傳感器18進(jìn)行預(yù)壓的第1彈簧部件25的彈簧常數(shù)大 于對軸承15、 16進(jìn)4亍預(yù)壓的第2彈簧部件26,故即使對軸承15、 16進(jìn)行預(yù)壓，仍可進(jìn)行傳感器18的預(yù)壓的正反兩個方向的檢測。圖3以后的各圖表示本發(fā)明的其它的各實施方式，或傳感器 18的詳細(xì)情況等。在圖3以后的各實例中，除了特別說明的事項 以外，方案、效果均與圖2的實例相同，對應(yīng)部分采用同 一標(biāo)號，省略重復(fù)的說明。圖3表示本發(fā)明的第2實施方式。在本實例中，在圖2的實 例中，改變各彈簧部件25、 26和傳感器18的配置。在本實例中， 固定汽輪機葉輪7a側(cè)的軸承16的軸承外殼23在軸端側(cè)具有內(nèi)凸 緣23a,在軸承外殼23的內(nèi)凸緣23a側(cè)的幅面和與其面對的主軸 外殼14的側(cè)面之間，設(shè)置傳感器18。第1彈簧部件25設(shè)置于軸承16的外圈16a和電磁鐵17之間， 經(jīng)由外圈16a和軸承外殼23的內(nèi)凸緣23a，對傳感器18進(jìn)行預(yù)壓。 第2彈簧部件26介設(shè)于壓縮機葉輪6a側(cè)的軸承15的外圏15b與 電^f茲鐵17之間，對上述軸承15進(jìn)行預(yù)壓。于是，在軸承15、 16 中產(chǎn)生的接觸角的方向為與圖2的實例相反的方向。在該方案的場合，在圖2的實例中，傳感器18的配置和彈簧 部件25、 26的預(yù)壓的方向是相反的，但是，同樣在本實例中，傳 感器18設(shè)置于軸承16的附近，可直接檢測作用于該軸承16的推 力。另外，獲得通過圖2的實例說明的各作用效果。在圖4的第3實施方式為，傳感器非設(shè)置側(cè)的軸承15的外圈 15b固定于獨立于主軸外殼14與另外的軸承外殼27的內(nèi)周的類 型。軸承外殼27具有分別與外圏15b的兩側(cè)的幅面卡合的內(nèi)凸緣， 以可軸向移動的方式嵌合于設(shè)置在主軸外殼14上的內(nèi)徑孔28的 內(nèi)部。第2彈簧部件26經(jīng)由軸承外殼27,對外圈15b施加預(yù)壓。在圖5的第4實施方式為針對圖4所示的實例，固定傳感器 非設(shè)置側(cè)的軸承15的夕卜圏15b的軸 K外殼27通過兩個板簧29， 支承于主軸外殼14上的類型。板簧29為對軸承5進(jìn)行預(yù)壓的第 2彈簧部件。在該方案的場合，由于板簧29兼作支承軸承外殼27的機構(gòu) 和軸承l(wèi)5、 16的預(yù)壓機構(gòu)，故形成簡單的方案。板簧29為板狀，但是，即使在作為平面方向的徑向的剛性高，進(jìn)行這樣的板簧29 的支承的情況下，仍可進(jìn)行軸承15的確實的支承。另外，板簧29 為沿軸向相互分離的兩片部件的原因在于作用力矩荷載通過一片 難以實現(xiàn)軸承15的穩(wěn)定的支承。圖6的第5實施方式為，針對圖2的實例，對傳感器非設(shè)置 側(cè)的軸承15施加預(yù)壓的第2彈簧部件26設(shè)置于旋轉(zhuǎn)側(cè)的實例。 在本實例中，在內(nèi)圏15a的幅面和與該幅面面對的主軸13的臺階 面之間，設(shè)置第2彈簧部件26。圖7(A)、 (B)表示圖2所示的實施方式所采用的傳感器18的 具體實例。在該傳感器18中，通過由軟質(zhì)磁性材料形成的兩個磁 軛部件32夾持磁致伸縮部件31,在各磁致伸縮部件31的外周設(shè) 置檢測其導(dǎo)磁率的線圈33。磁軛部件32為具有主軸貫通孔32a 的環(huán)狀的板件，在圓周方向的多個部位設(shè)置上述磁致伸縮部件31 和線圈33的組。上述f茲致伸縮部件31也可為超磁致伸縮部件。磁致伸縮部件31最好設(shè)置兩個以上，以便防止傾斜，特別是 最好設(shè)置三個以上。在本實例中，沿圓周方向均等地設(shè)置四個。如果采用該方案的傳感器18，則流過線圈33的電流的磁通如 圖中的箭頭所示。如果通過作用于圖2的軸承16上的推力，在圖 7的^茲軛部件32之間作用壓力，則磁致伸縮部件31的導(dǎo)磁率變化， 電感變化。通過線圈33檢測該電感變化，可根據(jù)該;險測值檢測上 述推力。如果磁致伸縮部件3 1像該圖那樣，圍繞主軸軸心而設(shè)置多個， 則防止石茲軛部件32的傾斜，進(jìn)行推力的穩(wěn)定的;f全測。如果》茲致伸 縮部件31為三個以上，傾斜更加穩(wěn)定。另外，通過比如，各線圈 33按照與相鄰的線圈33串聯(lián)的方式連接等的措施，可對作用于磁 軛部件32的全周的推力平均處理，進(jìn)行檢測。在圖7的傳感器18中，也可像圖8的第1變形實例那樣，在 兩個磁軛部件32之間，設(shè)置其長度以微小程度比磁致伸縮部件31 小的由軟質(zhì)材料形成的第2磁扼部件34。第2磁軛部件34呈比如 與上述兩個f茲軛部件32相同的環(huán)狀，具有各線圈33以一定間隙 嵌合的線圈接納孔34a。第2磁軛部件34重合地固定于比如，兩 個中的一個^茲軛部件32上。上述磁致伸縮部件31也可為超磁致 伸縮部件。上述微小長度的不同造成的間隙d34可為荷載不直接 作用于兩個^茲軛部件32之間的尺寸，比如，為從數(shù)十微米到數(shù)百 微米的間隙尺寸。通過像上述那樣設(shè)置第2磁軛部件34,線圏33的磁路的磁阻 減小，傳感器18的靈敏度提高。圖9表示針對圖8所示的傳感器18，不但設(shè)置檢測磁致伸縮 部件31的導(dǎo)磁率的線圈33，而且設(shè)置提供用于傳送該線圈33的 信號的傳送波的勵磁線圈35的第2變形實例。在圖10的第3變形實例中，在圖7所示的傳感器18中，在 磁致伸縮部件31的端面上，直接緊密貼合地設(shè)置沿其厚度方向著 磁的永久磁鐵36。這些磁致伸縮部件31和永久磁鐵36夾于由軟 質(zhì)材料形成的兩個》茲輒部件32之間。在像這樣設(shè)置永久i茲《失36的場合，可施加偏置》茲場。由此， 可選擇磁致伸縮部件31的磁化曲線的導(dǎo)磁率的變化大的部位，用 于檢測，可提高檢測靈敏度?；蛘撸部刹捎脤?dǎo)磁率的變化的直 線性優(yōu)良的部位，謀求控制的簡化。在圖11的第4變形實例中，針對設(shè)置圖IO所示的永久磁鐵 36的傳感器18,與圖8的實例相同設(shè)置第2》茲輒部件34。在圖12所示的第5變形實例中的傳感器18 ，與圖10的實例 相同，在磁致伸縮部件31的端面上，直接緊密貼合地設(shè)置沿其厚度方向著》茲的永久》茲鐵36，該i茲致伸縮部件31和永久》茲鐵36夾 在由軟質(zhì)材料形成的兩個磁軛部件32之間的圓周方向的多個部 位。但是，在本實例中，作為檢測磁致伸縮部件31的導(dǎo)磁率的機 構(gòu)，代替線圈而設(shè)置霍爾元件37。該霍爾元件37設(shè)置于沿圓周方 向并列的各磁致伸縮部件31之間。這些霍爾元件37安裝于局部 地設(shè)在一個磁輒部件32的相對面上的第2磁扼部件34A的前端， 接近另 一磁軛部件32。在該方案的場合，磁致伸縮部件31的導(dǎo)磁率的變化為磁回路 的磁阻的變化，造成通過霍爾元件37的磁通密度的變化，作為霍 爾元件37的輸出的變化而檢測。同樣在本實例中，由于設(shè)置永久 》茲4夾36,故通過偏置-茲場，可將/磁致伸縮部件31的導(dǎo),茲率的變化 造成的霍爾元件37的輸出變化增加的部位用于檢測，可提高靈敏 度。在圖13所示的第6變形實例的傳感器18中，在兩個磁輒部 件32之間的圓周方向的多個部位，介設(shè)有壓敏電阻元件39。按照 位于壓敏電阻元件39的周邊，在磁軛部件32上安裝溫度傳感器 40，通過溫度傳感器40的輸出，對壓敏電阻元件39的電阻值進(jìn) 行補正。如果采用該方案的傳感器18，通過作用于兩個磁扼部件32 之間的力F,壓敏電阻元件39的電阻值變化。通過檢測該電阻值 的變化，可纟全測作用于兩個》茲扼部件32之間的力F,可纟企測圖2 所示的汽輪機組件5中的主軸13的推力。圖14所示的第7變形實例的傳感器18為下述的結(jié)構(gòu)，其中， 在圖13的傳感器結(jié)構(gòu)的壓敏電阻元件39和磁軛部件32之間，插 入彈性體45。通過夾持彈性體45,在壓敏電阻元件39的壓敏部 均等地作用壓力，可通過局部施加壓力，減小測定誤差。在圖1 5所示的第8變形實例的傳感器1 8中，在兩個磁輒部件32之間設(shè)置與這些磁軛部件32同心的盤簧41,在該盤簧41 的圓周方向的多個部位，貼有變形儀43。在本實例中，按照位于 變形儀43的周邊的方式，在磁軛部件32上設(shè)置溫度傳感器40, 通過該溫度傳感器40的輸出，對變形儀43的電阻值進(jìn)行補正。如果采用該方案的傳感器18,通過作用于兩個磁軛部件32 之間的力F，盤簧41發(fā)生撓曲，該撓曲造成變形儀43的電阻值的 變化。變形儀43的電阻值的變化作為變形儀放大器的輸出變化而 檢測。圖16~圖24分別表示上述各傳感器18的傳感器電路和傳感器 輸出的實例。圖16表示像圖7所示的傳感器18等那樣，設(shè)置線圈33的傳 感器18的場合的傳感器電路50的一個實例。該傳感器電路50通 過傳送波發(fā)生電路51，產(chǎn)生振幅一定、頻率一定的傳送波，通過 電容器Co將傳送波送給線圈33。線圈33與電容器C一起，構(gòu)成 并列共振電路，該并列共振電路的輸出與振幅檢測電路52連接。在上述共振電路中，如果輸入由ei表示，輸出由eo表示，則 其傳遞函數(shù)eo/ei的值伴隨輸入頻率f而變化。如果線圈33的電 感由L表示，電容器Cl的電容由C表示，則上述傳遞函數(shù)eo/ei 的峰值為1/(2ttVIZ)。由于像上述那樣，磁致伸縮部件31(圖7) 的導(dǎo)磁率伴隨力F而變化，故對應(yīng)于該變化，線圈33的電感L的 值改變。于是，通過傳送波發(fā)生電路51,外加振幅一定、頻率一 定的傳送波的電壓，使上述共振電路振蕩，這樣規(guī)定頻率的傳遞 函數(shù)eo/ei的值伴隨力L的變化，即電感L的變化而改變。振幅檢 測電路52檢測該傳遞函數(shù)eo/ei的變化，構(gòu)成傳感器輸出Vo。在像圖7的實例那樣設(shè)置多個線圈33的場合，傳感器電路50也可針對各個線圈33而設(shè)置，但是，還可像圖17所示的第1變 形實例那樣，將各線圈33串聯(lián)，通過一個傳感器電路50檢測。 另外，接近的各線圏33的纏繞方向的各個方向不同。通過像這樣， 將線圈33串聯(lián)，對作用于與各線圈33相對應(yīng)的磁致伸縮部件31 的力進(jìn)行平均處理，作為傳感器輸出Vo而取出。在該圖16、圖17的傳感器電路50中，作用于磁致伸縮部件 31的力F和電感L之間的關(guān)系，以及上述力F和傳感器輸出Vo 之間的關(guān)系像圖18(A)、 (B)所示的那樣。在該場合，沿反向作用 力為對i茲致伸縮部件31施加壓力的相對部與磁致伸縮部件31離 開，并且，由于無法檢測，像該圖那樣施加初始預(yù)壓量，由此， 即使在上述推力沿正反任意的方向作用的情況下，仍可通過初始 預(yù)壓量時的傳感器輸出的有限差，檢測推力。圖19、圖20表示采用圖13的壓敏電阻元件39的傳感器18 的傳感器電路53的第2變形實例。在該傳感器電路53中，壓敏 電阻元件39和固定電阻Rl的串聯(lián)電路與電源61連接，從作為該 串聯(lián)電路的中間的壓l丈電阻元件39和固定電阻Rl之間的連4妻點 取出傳感器輸出Vo。在壓敏電阻元件39中，像圖20(A)所示的那樣，伴隨所施加 的力F的增加，電阻R減小。于是，上述串聯(lián)電路的分壓電阻比 增加，像圖20(B)那樣，隨著力F的增加傳感器輸出Vo增加。沿反向作用力是指對壓敏電阻元件39施加壓力的相對部與壓 敏電阻元件39離開，并且，壓敏電阻元件39無法測定反力，但 是，像圖20(A)、 (B)所示的那樣，施加初始預(yù)壓量，由此，該初 始預(yù)壓量時的傳感器輸出的有差分，力F沿正反任意的方向作用， 即使在該情況下仍可進(jìn)行測定。圖21表示采用圖13的壓敏電阻元件39的傳感器18的傳感器電路54的第3變形實例。在該傳感器電路54中，將運算放大 器0P1的反轉(zhuǎn)輸入端子和輸出端子之間連接固定電阻R',壓敏電 阻元件39的一端與反轉(zhuǎn)輸入端子連接，在另 一端施加一定電壓V。在該傳感器電^各54中，如果壓敏電阻元件39的電阻為R, 則傳感器輸出Vo為-R'/Rx Vi。于是，像圖22所示的那樣，傳感 器輸出Vo伴隨作用于壓敏電阻元件39的力F的增加而增加。在像圖13的實例那樣，設(shè)置多個壓敏電阻元件39的場合， 也可針對每個壓敏電阻元件39設(shè)置傳感器電路54,另外，還可像 圖23的第4變形實例那樣，將各壓敏電阻元件39并聯(lián)，連接于 運算放大器0P1和電源之間，通過一個傳感器電路50檢測。在此 場合，對作用于各位置的壓敏電阻元件39上的力F進(jìn)行平均處理， 出現(xiàn)在傳感器輸出Vo中。圖24表示圖2所示的控制器19的具體結(jié)構(gòu)實例。該控制器 19為比如，針對圖13的各壓敏電阻元件39而設(shè)置傳感器電路53 的場合的實例。各傳感器電路53中所示出的帶有括號的符號為區(qū) 分四個傳感器電路53的符號。該圖的傳感器電路53也可為相對 圖7的線圏33的傳感器電路50等。各傳感器電路53的輸出通過均化電路55，進(jìn)行算術(shù)平均處 理，通過在基準(zhǔn)值設(shè)定機構(gòu)56中設(shè)定的基準(zhǔn)值和比較部57進(jìn)行 比較，取其偏差?；鶞?zhǔn)值為比如，相當(dāng)于預(yù)壓設(shè)定量的值。另夕卜， 比如，圖13的溫度傳感器40的檢測值經(jīng)由溫度檢測電路58輸入 到傳感器補正量運算電路59中，通過該傳感器補正量運算電路 59,輸出與溫度相對應(yīng)的補正值。該補正值通過上述比較部57與 上述偏差進(jìn)行加法運算。溫度補正后的上述偏差通過PID補償電路60進(jìn)行對應(yīng)于汽輪 機組件5而適當(dāng)設(shè)定的比例、微分、積分動作的處理。PID補償電路60的輸出通過二極管61、 62,輸入驅(qū)動各方向 的電磁鐵17b 172的電源電路63、 64中。電磁鐵17!、 172為與圖 2所示的推力板13a面對的一對電磁鐵17，僅僅作用有吸引力， 由此，預(yù)先通過二極管61、 62確定電流的方向，有選擇地驅(qū)動兩 個電-茲鐵17!、 172。圖25表示第6實施方式的汽輪機組件5。在該傳感器組件5 中，針對圖2所示的實例設(shè)置多個推力板13a,其由設(shè)置于主軸 13上的強磁性體形成。電磁鐵17按照與各推力板13a的兩個面面 對的方式，設(shè)置于主軸外殼14中。各電磁鐵17像該圖(B)所示的那樣，分割為沿圓周方向并列 的多個電磁鐵分割體17A、 17B。各電磁鐵分割體17A、 17B分別 具有線圈17a和磁軛。通過該分割，可在設(shè)置多個推力板13a的 同時，進(jìn)行裝配。在該方案的場合，獲得下述的作用。即，在汽輪機組件5中， 在空氣壓力的推力較大的場合，增加推力板13a的直徑，增加電 磁鐵17的力。但是，在高速旋轉(zhuǎn)的場合，具有因離心力而破壞的 危險，增加推力板13a的直徑受到限制。像圖25的實例那樣，在推力板13a為多個的場合，不產(chǎn)生離 心力造成的破壞的問題，可提高相對推力的支承力。圖26表示第7實施方式的汽輪機組件5。在該汽輪機組件5 中，設(shè)置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動主軸13的電動機90。該電動機90由按照與電 磁鐵17并列的方式設(shè)置，以設(shè)置于主軸外殼14上的定子91和設(shè) 置于主軸13上的轉(zhuǎn)子92構(gòu)成。定子91包括定子線圈91a，轉(zhuǎn)子 92由磁鐵等形成。電動機90的控制通過電動機控制器93進(jìn)行。在該汽輪機組件5中，通過由膨脹汽輪機7產(chǎn)生的汽輪機葉 輪7a的驅(qū)動力與電動機90的驅(qū)動力，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動壓縮機葉輪6a。由此，即使在沒有由圖1的鼓風(fēng)機形成的預(yù)壓縮機構(gòu)2的情況下， 仍可進(jìn)行壓縮機6的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。如上所述，參照附圖，對優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，但是如果是 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，閱讀本說明書之后，顯而易見地容易想 到各種改變和修改的方案。于是，這樣的改變和修改解釋為由權(quán)利要求確定的發(fā)明的范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其包括壓縮機和膨脹汽輪機，上述壓縮機的壓縮機葉輪與上述膨脹汽輪機的汽輪機葉輪安裝于共同的主軸上，通過由汽輪機葉輪產(chǎn)生的動力驅(qū)動壓縮機葉輪，或者在安裝有上述壓縮機葉輪和汽輪機葉輪的共同的主軸上安裝電動機轉(zhuǎn)子，通過該電動機使上述主軸旋轉(zhuǎn)，以使上述壓縮機葉輪旋轉(zhuǎn)；上述傳感器設(shè)置于上述軸承的附近的靜止側(cè)，在上述傳感器中，通過按壓力使特性發(fā)生變化，該特性變化以可電子方式檢測的傳感元件圍繞主軸軸心而沿圓周方向并列地設(shè)置，根據(jù)該多個傳感元件的輸出檢測上述推力，該傳感器介設(shè)于上述滾動軸承的外圈和支承上述外圈的主軸外殼之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其 中，上述傳感器通過檢測沿圍繞主軸軸心的圓周方向并列設(shè)置的 多個磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件的導(dǎo)磁率，檢測推力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其 中，上述多個磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件夾持在由軟質(zhì)》茲性 材料形成的兩個》茲扼部件之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其 中，在上述兩個磁軛部件之間設(shè)置第2磁軛部件，其長度以微小 程度小于上述磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件，該第2磁軛部件 由軟質(zhì)磁性材料形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所迷的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其 中，在上述磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件的端面上，直接緊密 貼合地設(shè)置沿其厚度方向著^ 茲的永久,茲鐵，該磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件和永久磁鐵夾持于由軟質(zhì)材料形成的兩個磁軛部件 之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其 中，在上述兩個磁軛部件之間設(shè)置第2磁軛部件，其長度以微小 程度小于上述；茲致伸縮部件或超磁致伸縮部件和上述永久》茲鐵重 合的長度，該第2磁軛部件由軟質(zhì)磁性材料形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其 中，上述傳感器圍繞磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件設(shè)置傳感器 線圏，通過測定上述傳感器線圏的電感，4全測上述》茲致伸縮部件 或超磁致伸縮部件的導(dǎo)》茲率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其 中，設(shè)置多個上述傳感器，該多個傳感器的傳感器線圈串聯(lián)，對 上述各傳感器線圏的輸出進(jìn)行平均處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其 中，上述傳感器線圈與上述磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件分別 為偶數(shù)個，流過接近的各傳感器線圈的電流為相互相反的方向。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，上述傳感器采用上述傳感器線圈的電感和單獨設(shè)置的電容 器的共振，根據(jù)伴隨上述電感的變化而改變的共振頻率的變化， 測定上述電感變化。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，上述傳感器除了設(shè)置上述傳感器線圈以外，還圍繞磁致伸 縮部件或超磁致伸縮部件而設(shè)置勵磁線圈，在上述勵石茲線圈中， 以一定頻率流過一定振幅的交流勵磁電流，4全測在上述傳感器線 圈中勵磁的電壓，由此，測定推力。
12. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其中，上述傳感器采用霍爾傳感器，檢測伴隨上述磁致伸縮部件 或超》茲致伸縮部件的導(dǎo)》茲率的變化而改變的》茲通密度，由此，測 定推力。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，上述傳感器圍繞磁致伸縮部件或超磁致伸縮部件，設(shè)置傳 感器線圈，通過測定上述傳感器線圏的電感，檢測上述磁致伸縮 部件或超》茲致伸縮部件的導(dǎo)磁率，在上述》茲致伸縮部件或超》茲致 伸縮部件的周邊設(shè)置溫度傳感器，設(shè)置通過該溫度傳感器的輸出， 對上述電感的測定結(jié)果或上述導(dǎo)磁率的測定結(jié)果進(jìn)行補正的機 構(gòu)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其中，上述傳感器檢測多個壓敏電阻元件的電阻值變化。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，通過上述多個壓敏電阻元件進(jìn)行檢測值的平均化處理。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，在上述壓敏電阻元件的周邊設(shè)置溫度傳感器，設(shè)置通過上 述溫度傳感器的輸出，對上述壓敏電阻元件的電阻值進(jìn)行補正的 機構(gòu)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，設(shè)置按照在上述壓敏電阻元件上的力的作用面的壓力均勻 的方式夾持彈性體的機構(gòu)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，上述傳感器由多個變形儀傳感器構(gòu)成。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，在上述變形儀傳感器的周邊設(shè)置溫度傳感器，設(shè)置通過該 溫度傳感器的輸出，對上述變形儀傳感器的變形量測定值進(jìn)行補正的機構(gòu)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，其中，上述傳感器采用位移檢測傳感器代替采用通過按壓力使特 性發(fā)生變化且其特性變化以可電子方式檢測的傳感元件的類型。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，上述位移檢測傳感器為磁式。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件，的外圈與支承該外圈的主軸外殼之間。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，上述滾動軸承的外圈在固定狀態(tài)嵌合的軸承外殼以可沿軸 向移動的方式嵌合于開設(shè)于主軸外殼上的內(nèi)徑孔中，上述傳感器 介設(shè)于上述軸承外殼的幅面與固定于上述主軸外殼或該主軸外殼 上的部件之間。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，在上述傳感器中外加第1彈簧部件的預(yù)壓。
25 .根據(jù)權(quán)利要求24所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，上述第1彈簧部件的預(yù)壓為通過上述壓縮機和膨脹汽輪機 內(nèi)的空氣作用于上述主軸上的平均的推力以上的值。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，設(shè)置多個上述滾動軸承，在其中一個滾動軸承的附近設(shè)置 上述傳感器，其它的滾動軸承按照可沿軸向移動的方式設(shè)置于主 軸外殼上，并且通過第2彈簧部件彈性地支承。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，上述第2彈簧部件介設(shè)于上述其它的滾動軸承的外圈與上 述主軸外殼之間，或固定上述其它的滾動軸承的外圈的部件與上述主軸外殼之間，或上述滾動軸承的內(nèi)圏與上述主軸之間。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，在上述傳感器中，外加第1彈簧部件的預(yù)壓，上述第2彈 簧部件的彈簧常數(shù)小于上述第1彈簧部件。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，在上述主軸上設(shè)置多個由強磁性體形成的法蘭狀的推力板， 按照與各推力板的兩側(cè)的幅面相對的方式，上述電磁鐵設(shè)置于主 軸外殼上。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，上述電磁鐵分割為沿圓周方向并列的多個。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件， 其中，分割為多個的相應(yīng)的電磁鐵的極數(shù)、尺寸、內(nèi)置的線圈的 匝數(shù)相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣循環(huán)冷凍冷卻用汽輪機組件。壓縮機葉輪(6a)和汽輪機葉輪(7a)分別安裝于主軸(13)的兩端，通過汽輪機葉輪(7a)產(chǎn)生的動力驅(qū)動壓縮機葉輪(6a)。主軸(13)通過滾動軸承(15、16)相對徑向而支承。作用于主軸(13)上的推力通過電磁鐵(17)而支承。設(shè)置檢測通過壓縮機(6)和膨脹汽輪機(7)內(nèi)的空氣，作用于主軸(13)上的推力的傳感器(18)。在該傳感器(18)中，通過按壓力使特性發(fā)生變化，該特性變化以可電子方式檢測的傳感元件圍繞主軸軸心的周圍沿圓周方向并列而設(shè)置。傳感器(18)根據(jù)該多個傳感元件的輸出，檢測上述推力。
文檔編號F16C39/00GK101248317SQ20068003091
公開日2008年8月20日 申請日期2006年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者中關(guān)嗣人, 尾崎孝美, 山田裕之 申請人:Ntn株式會社