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大陽日酸技報 No. 28（2009） 技 術 報 告 磁気軸受ネオン膨張タービンの開発 Development of a Neon Turbo-Expander with Active Magnetic Bearings ＊ ＊ ＊     平井寛一   弘川昌樹   高 池   明     HIRAI Hirokazu  HIROKAWA Masaki  TAKAIKE Akira ネオンを作動流体とする小型・高速の発電機を内蔵した磁気軸受膨張タービンを開 発し，試作ネオン冷凍機に搭載して回転数400 rps，入口圧力 MPa，入口温度70 K でタービンの性能試験を実施した。タービンインペラの外径は25 mmで，羽根形状が 異なる2種類のインペラについてそれぞれタービン性能を測定し，最大70 %のタービ ン効率が得られた。性能予測プログラムで計算したタービン性能と比較した結果，両 者はよく一致した。この性能試験によってネオンを作動流体とするタービンインペラ の設計方法を確立することができた。また，高速回転時の磁気軸受や発電機の制御や 冷却に関する技術も確立することができた。 A cryogenic turbo-expander with active magnetic bearings was developed and  tested in a reverse-Brayton cycle refrigerator using neon gas as working fluid. The  turbine performance tests were carried out at the inlet pressure of  MPa and the inlet  temperature of 70 K. And the rotational speed of the turbo-expander was 400 rps. Two types of impellers with different blade shape were made to compare their  turbine efficiencies. The turbine efficiencies of each impeller were demonstrated  and the maximum turbine efficiency was 70 %. The measured turbine efficiencies  were agreed well with predicted efficiencies. And these test results will be applied to  improve neon turbo-expander on the next developmental stage.  一方，00 K以下の冷却温度で大きな冷凍能力を得 1. はじめに る方法としてはターボ膨張機（以下，タービン）を利 現在，高温超電導（以下，HTS）を利用したケーブ 用したタービン式冷凍機があり，空気分離装置や大型 ） 2） 3） 4） ル ，限流器 ，変圧器 ，モータ などの開発が活 のヘリウム液化機などで多くの実績がある。ただし， 発に行