(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリウムを含むか、または純粋なヘリウムからなる作動流体を低温液化および／または冷却する装置であって、前記装置（１）は、圧縮ステーション（２）およびコールドボックス（３）を備える作動回路を含み、前記圧縮ステーション（２）は１つまたは複数の圧縮ステージを含み、その各々が１つまたは複数のコンプレッサを使用しており、前記コンプレッサは軸受（５）上で回転できるように取り付けられたスピンドル（２５）に固定されたコンプレッサインペラ（１２）を含み、各コンプレッサインペラ（１２）の前記スピンドル（２５）は、モータ（４）の出力軸（６）により、潤滑油（９）を含む機械的歯車箱（８）内に格納された歯車機構（７）を介して回転駆動される装置において、
前記機械的歯車箱（８）の内部空間内に、平均モル質量が空気のモル質量より小さい気体混合物からなる気体雰囲気が収容され、前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は空気中のヘリウムのモル比より大きいことと、前記１つまたは複数のコンプレッサインペラ（１２）の少なくとも１つの軸受（５）においてバッファガスを注入して、前記作動回路からの作動流体の漏出分を回収領域に向かって案内するガスバリアを形成する部材（１０）を含むことと、前記回収領域の少なくとも一部は前記機械的歯車箱（８）を含み、すなわち、回収された漏出ヘリウムを含む前記バッファガスが前記機械的歯車箱（８）の前記内部空間に供給されることとを特徴とする装置。
【請求項２】
前記機械的歯車箱（８）の前記内部の気体雰囲気を精製するための、前記機械的歯車箱（８）に前記機械的歯車箱（８）から気体および油の混合物を抽出する第一の抽出管（１６）と精製した油を戻す第二の管（１３）を介して接続された精製部材（１１）を含み、前記精製部材（１１）は精製中に回収される作動気体を回収するための出口（１４）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は５％〜１００％の間であることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は優勢であることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気は、ヘリウムと、窒素、アルゴン、前記作動流体の１つまたは複数の成分のうちの少なくとも１つとを含むことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記第一の抽出管（１６）により抽出された前記混合物を圧縮して、前記精製部材（１１）に所定の圧力まで圧縮された混合物を供給するための部材（１５）を含むことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記機械的歯車箱の前記内部の前記気体雰囲気からの前記気体および油の混合物を圧縮するための部材（１５）は油潤滑式機構を含み、その油は前記機械的歯車箱（８）の前記潤滑油（９）と同一であるか、または同種であることと、前記精製部材（１１）は、両方に共通で、前記機械的歯車箱（８）の前記潤滑油（９）と、前記第一の抽出管（１６）により抽出された前記混合物を圧縮するための部材（１５）の前記油とを精製することとを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記圧縮ステーション（２）の前記コンプレッサのうちの少なくともいくつかは遠心型コンプレッサであることを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記バッファガスは、ヘリウム、窒素、作動流体の１つまたは複数の成分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の装置。
【請求項１０】
ヘリウムを含むか、または純粋なヘリウムからなる作動流体を、圧縮ステーション（２）およびコールドボックス（３）を備える作動回路を含む冷凍機／液化機によって低温液化および／または冷却する方法であって、前記冷凍機／液化機は、前記作動回路内の前記作動流体に対し、前記圧縮ステーション（２）内での前記作動流体の圧縮、前記コールドボックス（３）内での冷却、および前記圧縮ステーション（２）に戻すための前記作動流体の加熱を逐次的に含むサイクルを実行し、前記圧縮ステーション（２）は１つまたは複数の圧縮ステージを含み、その各々が１つまたは複数のコンプレッサを使用しており、前記コンプレッサは軸受（５）上で回転できるように取り付けられたスピンドル（２５）に固定されたコンプレッサインペラ（１２）を含み、各コンプレッサインペラ（１２）の前記スピンドル（２５）は、モータ（４）の出力軸（６）により、潤滑油（９）を含む機械的歯車箱（８）内に格納された歯車機構（７）を介して回転駆動される方法において、
前記機械的歯車箱（８）の内部空間内の気体雰囲気は、平均モル質量が空気のモル質量より小さい気体混合物を含むように制御され、前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は空気中のヘリウムのモル比より大きいことと、前記１つまたは複数のコンプレッサインペラ（１２）の少なくとも１つの軸受（５）においてバッファガスを注入して、前記作動回路からの作動流体の漏出分を回収領域に向かって案内するガスバリアを形成するための部材（１０）を含むことと、前記回収領域の少なくとも一部は前記機械的歯車箱（８）を含み、すなわち、回収された漏出ヘリウムを含む前記バッファガスが前記機械的歯車箱（８）の前記内部空間に供給されることとを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記１つまたは複数のコンプレッサインペラ（１２）の少なくとも１つの軸受（５）においてバッファガスを注入して、前記作動回路からの作動流体の前記漏出分を回収領域に向かって案内する気体バリアを形成するステップを含むことと、前記機械的歯車箱（８）の前記内部空間には、バッファガスおよび回収された漏出ヘリウムの混合物が供給されることとを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記機械的歯車箱（８）の前記内部空間内の気体雰囲気を精製して、前記作動流体と油とを分離し、前記精製した油が前記機械的歯車箱（８）に再注入されるようにするステップを含むことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記精製ステップの前に前記内部空間内の気体雰囲気の前記作動流体および油の混合物を圧縮するステップを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温液化／冷却装置および方法に関する。
【０００２】
本発明はとりわけ、ヘリウムに作用する液化方法および装置ならびに冷凍方法および装置に関係し得る。
【０００３】
本発明は、より具体的には、ヘリウムを含むか、または純粋なヘリウムからなる作動流体の低温液化および／または冷却のための装置に関し、この装置は、圧縮ステーションおよびコールドボックスを備える作動回路を含み、圧縮ステーションは１つまたは複数の圧縮ステージを含み、その各々が１つまたは複数のコンプレッサを使用しており、コンプレッサは軸受上で回転できるように取り付けられたスピンドルに固定されたコンプレッサインペラを含み、各コンプレッサのスピンドルは、モータの出力軸により、潤滑油を含む機械的歯車箱内に格納された歯車機構を介して回転駆動される。
【背景技術】
【０００４】
低温（例えば、８０Ｋ未満、とりわけ８０Ｋ〜４Ｋの間）で動作する冷凍機または液化機では従来、作動流体（例えばヘリウムまたはヘリウムを含む混合物）が利用され、それに対して圧縮、おそらくは膨張、冷却、加熱を含む作動サイクルが実行される。これらの装置は一般に、作動気体を圧縮するための複数のステージを必要とする。圧縮ステージごとに１つまたは複数のコンプレッサインペラが使用される。例えば、これらの装置では遠心型コンプレッサが使用される。
【０００５】
ヘリウム（またはヘリウムを含む混合物）を圧縮する圧縮ステーションは、各ステージの低圧縮比を補償するために多数の圧縮ステージを必要とする（例えば、ＦＲ２９１９７１６Ａ１号明細書参照）。
【０００６】
特に、各コンプレッサシャフトはまた、良好な圧縮効率を確保するために、比較的高速で回転しなければならない。
【０００７】
マルチステージコンプレッサの全体的な効率は、数多くの基準、とりわけ、
−  圧縮インペラおよび螺旋構造の効率（圧縮比率を高めるため）、
−  ステージ間冷却の効率（システム内の圧力低下を制限するための）、
−  機械的損失（とりわけ、可動部品間の摩擦に起因する）
に依存する。
【０００８】
圧縮ステーション内の回転部品と固定部品との間の境界における作動気体の漏出は避けられない。特に、作動気体がヘリウムである場合、比較的大量の気体の漏出が、コンプレッサインペラのシャフトを支持する軸受で発生する。比較的高価な作動気体のこの損失を制限するために、各圧縮ステージの各軸受での漏出を、気体を漏出させないラビリンス構造を形成するパッキン、オイルシール、フローティングリングシール、ガスシール、その他等の構成部品を使って制限する手法が知られている。
【０００９】
これらの装置により設置コストが増すという事実以外にも、このような既知のシステムが必ずしも冷却／液化技術に適しているとはかぎらない。
【００１０】
それに加えて、圧縮ステーションの機構内に存在する油が、作動気体を（ヘリウムとの混合によって、または水分および／または軟質炭化水素を取り込むことによって）汚染してはならない。具体的には、作動回路内に入り込むそのような不純物には、極低温度で閉塞を引き起こす危険や機器が破損する危険が伴う。
【００１１】
それゆえ、このような装置は任意選択により、例えばＦＲ２９５３９１３Ａ１号明細書に記載されているように、ヘリウムが漏出した場合にこれを回復するための回収システムを含んでいてもよい。同文献によれば、ヘリウム漏出分を回収するために、バッファガスが注入されてもよい。
【００１２】
したがって、ヘリウム遠心圧縮機の気密液密性には、潤滑油を含む部品を、バッファガス（窒素）を使って隔離することを含む技術が利用される。窒素が作動気体（ヘリウム）中へと一切漏出しないようにするために、気体ヘリウムとのバッファリングが計画される。
【００１３】
この技術は有利ではあるが、この密封システムをコンプレッサの各ステージに取り付ける必要があるため、高額なコストの原因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、上述の先行技術の欠点の全部または一部を緩和させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そのために、本発明による装置は基本的に、前述の前提部分でそれに与えられた包括的定義による他の点において、機械的歯車箱の内部空間に、平均モル質量が空気のモル質量より小さい気体混合物からなる気体雰囲気が収容されることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明のいくつかの実施形態は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含んでいてもよい：
−  機械的歯車箱内部の気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は空気中のヘリウムの（モル）比より大きい、
−  機械的歯車箱内部の気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は５％〜１００％の間である、
−  機械的歯車箱内部の気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は優勢である、
−  機械的歯車箱内部の気体雰囲気は、ヘリウムと、窒素、アルゴン、作動流体の１つまたは複数の成分のうちの少なくとも１つとを含む、
−  装置は、１つのコンプレッサまたは複数のコンプレッサの少なくとも１つの軸受においてバッファガスを注入して、作動回路からの作動流体の漏出分を回収領域に向かって案内するガスバリアを形成する部材を含み、回収領域の少なくとも一部は機械的歯車箱を含み、すなわち、回復された漏出ヘリウムを含むバッファガスが機械的歯車箱の内部空間に供給される、
−  装置は、モータ歯車箱の内部雰囲気を精製するための、前記モータ歯車箱に歯車箱から気体および油の混合物を抽出する第一の管と精製した油を戻す第二の管とを介して接続された部材を含み、精製部材は精製中に回収される作動気体を回収するための出口を含む、
−  装置は、抽出管により抽出された混合物を圧縮して、精製部材に所定の圧力まで圧縮された混合物を供給するための部材を含む、
−  歯車箱の内部雰囲気からの気体および油の混合物を圧縮するための部材は、油潤滑式機構を含み、その油は機械的歯車箱の潤滑油と同一であるか、または同種であり、精製部材は、両方に共通で、機械的歯車箱の潤滑油と、抽出管により抽出された混合物を圧縮するための部材の油とを精製する、
−  圧縮ステーションのコンプレッサのうちの少なくともいくつかは遠心型コンプレッサである、
−  バッファガスは、ヘリウム、窒素、作動流体の１つまたは複数の成分のうちの少なくとも１つを含む、
−  機械的歯車箱は密封される、
−  歯車箱の内部雰囲気からの気体のおよび油の混合物を圧縮する圧縮部材は、潤滑ねじコンプレッサ型のコンプレッサを含む、
−  作動回路は作動気体に対して、圧縮ステーション内での作動流体の圧縮、コールドボックス内での作動流体の冷却とおそらく膨張、圧縮ステーションに戻すための作動流体の加熱とを逐次的に含むサイクルを実行する。
【００１７】
本発明はまた、作動流体、特にヘリウムを含むか、または純粋なヘリウムからなる作動流体を、圧縮ステーションおよびコールドボックスを備える作動回路を含む冷凍機／液化機によって低温液化および／または冷却する方法にも関し、冷凍機／液化機は、作動回路内の作動気体に対し、圧縮ステーション内の作動流体の圧縮、コールドボックス内での冷却、および圧縮ステーションに戻すための作動流体の加熱を逐次的に含むサイクルを実行し、圧縮ステーションは１つまたは複数の圧縮ステージを含み、その各々が１つまたは複数のコンプレッサを使用しており、コンプレッサは軸受上で回転できるように取り付けられたスピンドルに固定されたコンプレッサインペラを含み、各コンプレッサのスピンドルは、モータの出力軸により、潤滑油を含む機械的歯車箱内に格納された歯車機構を介して回転駆動され、機械的歯車箱の内部空間内の気体雰囲気は、平均モル質量が空気のモル質量より小さい気体混合物を含むように制御される。
【００１８】
他の考えうる具体的特徴によれば、
−  方法は、１つのコンプレッサまたは複数のコンプレッサの少なくとも１つの軸受においてバッファガスを注入して、作動回路からの作動流体の漏出分を回収領域に向かって案内するガスバリアを形成するステップを含み、歯車箱の内部空間には、バッファガスおよび回収された漏出ヘリウムの混合物が供給され、
−  方法は、歯車箱の内部雰囲気を精製して、作動気体と油とを分離し、精製した油が歯車箱に再注入されるようにするステップを含み、
−  方法は、精製ステップの前に雰囲気の気体および油の混合物を圧縮するステップを含み、
−  歯車箱の内部雰囲気からの気体のおよび油の混合物を圧縮するステップは、油潤滑式機構を使用し、その油は機械的歯車箱の潤滑油と同一であるか、または同じ性質であり、機械的歯車箱の内部雰囲気を精製するステップは、精製ステップの上流で混合物を圧縮する圧縮部材のオイルを精製するステップと共通である。
【００１９】
本発明また、上述および後述の特徴のあらゆる組み合わせを含むいずれの代替的装置または方法にも関し得る。
【００２０】
その他の詳細と利点は、下記のような図面を参照しながら行われる以下の説明を読むことにより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による冷凍機および／または液化機の１つの例示的実施形態の構造および動作を説明する概略部分図面を示す。
【図２】本発明による駆動機構を含む、軸受に取り付けられたコンプレッサインペラの１つの例を説明する、長手方向の断面における概略部分図を示す。
【図３】複数のコンプレッサスピンドルがモータによってどのように駆動されるかを説明する、図３の機構の一方の端の概略的部分正面図を示す。
【図４】潤滑油を含む装置のガスの精製を説明する、本発明による冷凍機および／または液化機の他の例示的実施形態の詳細部の構造および動作を説明する概略部分図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に部分的かつ概略的に描かれている冷凍機および／または液化機は、極低温度、例えば４Ｋ〜８０Ｋの間で動作する。この装置は好ましくは、ヘリウムを含むか、または純粋なヘリウムからなる作動気体を含む。装置１は従来、圧縮ステーション２およびコールドボックス３を備える作動回路を含む。
【００２３】
作動回路１８は作動気体に対して、圧縮ステーション２での作動流体の圧縮、コールドボックス３での作動流体の冷却（および、おそらくは膨張）、および作動流体を圧縮ステーション２に戻すことができるようにするための作動流体の加熱を、逐次的に含むサイクルを実行する。
【００２４】
圧縮ステーション２は、１つまたは複数の圧縮ステージを含み、各々が１つまたは複数のコンプレッサ１２を使用する。
【００２５】
図２に概略的に示されるように、各コンプレッサインペラ１２は、軸受５で回転するように取り付けられたスピンドル２５に固定される。シール１７が、とりわけスピンドル２５の一方の端に位置付けられる。
【００２６】
各コンプレッサ１２のスピンドル２５は従来のように、機械的歯車箱８に格納された歯車機構７（とりわけ、増速システム）を介してモータ４の出力軸６により回転駆動される。
【００２７】
図３から分かるように、モータの出力軸６は、少なくとも１つの歯車７の複数のコンプレッサ１２のスピンドル２５を駆動できる。
【００２８】
機械的歯車箱８は閉じられて、油性雰囲気と、例えば機械的可動部品の運動により動作させられる潤滑油槽９とを含む。
【００２９】
１つの有利な特徴によれば、機械的歯車箱８の内部空間に、平均モル質量が空気のモル質量より低い気体混合物からなる気体雰囲気が収容される。すなわち、この歯車箱８に空気または窒素雰囲気を供給する代わりに、内部の気体雰囲気のモル質量が空気または窒素より低くなるようにする。例えば、歯車箱の内部には所定の比のヘリウムが収容される。
【００３０】
好ましくは、機械的歯車箱８内部の気体環境は、ヘリウムと、おそらくは窒素、アルゴン、作動流体の１つまた複数の成分のうちの少なくとも１つとを含む。機械的歯車箱８内部の気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は例えば、空気中のヘリウムの比より大きい。好ましくは、機械的歯車箱８の内部の気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は優勢であり、おそらくは窒素、アルゴン、空気、作動流体の１つまたは複数の成分のうちの少なくとも１つにより補足される。
【００３１】
この気体雰囲気によって、コンプレッサの機械的損失の寄与を大幅に削減し、それゆえ、装置の効率を改善することが可能となる。具体的には、可動部品（スピンドル、歯車、歯車装置、その他）間の摩擦が、比較的モル質量の小さい気体の雰囲気内で減少する。機械的可動部品の動く速度が速いほど、この摩擦減少が大きくなる。
【００３２】
低いモル質量の気体の供給源を設置して、歯車箱８内のこの雰囲気を保持できる。１つまたは複数のセンサを設置して、この雰囲気をモニタし、必要に応じてその組成を調整してもよい。
【００３３】
したがって、好ましくは、機械的歯車箱８は密封される。
【００３４】
図１および２に示されているように、装置１は、任意選択により、バッファガスを１つのコンプレッサまたは複数のコンプレッサ１２の少なくとも１つの軸受５において注入することにより、作動回路からの作動流体の漏出分を回収領域に向かって案内するガスバリアを形成するための部材１０を含んでいてもよい。
【００３５】
それに加えて、有利な点として、ただし必須ではないが、バッファガスのおよび回復された作動ガスの混合物を、機械的歯車箱８の内部に供給するために使用できる（モル質量の小さい雰囲気を形成するため）。
【００３６】
実際に、このような場合、すでにヘリウムが作動気体中に存在していれば、この同じヘリウムガスをバッファガスとして使用し、および／またはヘリウムもしくは作動気体を歯車箱８の中に「漏出」させることが有利である（図２で矢印を使って概略的に示されている）。
【００３７】
これに対して、スピンドル２５上の他の密封システムは、先行技術において提案されているソリューションより単純とすることができる。それゆえ、コンプレッサの全体的製造コストを削減できる。
【００３８】
それゆえ、好ましくは、機械的歯車箱８へと送られたヘリウムは、それが失われるとこのソリューションの経済的利益が縮小するため、回収する必要がある。
【００３９】
それを実現するために、機械的歯車箱８の中へと運ばれるこのヘリウムは、回収され、処理されることが好ましい。それゆえ、コンプレッサ１２の歯車箱８から出る油の量を制限するために、第一の油分離システムを設置してもよい。回復されたヘリウムは、機械的歯車箱８が外部から完全に密封されていないと、空気の不純物を含んでいるかもしれない。
【００４０】
したがって、機械的歯車箱８（とりわけ増速機構を含む）を外部環境からできるだけ密封して、外部へのヘリウムの過剰な損失を回避することが必要である。
【００４１】
したがって、図１に概略的に示されているように、精製システム１１を設置し、回復されたヘリウム（線１６）を精製して、残留油を分離し、また、このヘリウムを精製して他の混入物（例えば、空気、水、その他）を取り除き、それを回収し、おそらくはこのヘリウムを作動サイクルに再注入（線１４）できるようにすることが好ましい。
【００４２】
通常、この機械的歯車箱の油９はまた、その外部にある、タンク、ポンプ、ならびに注入および調整バルブを備えるシステムによって管理される。
【００４３】
ヘリウムと接触する油回路はまた、外部へのヘリウムの損失を制限する必要がある。
【００４４】
精製システム１１は好ましくは、機械的濾過、コアレッサ、および／または吸収型の従来の要素を含み、それによってヘリウム中に存在する油蒸気および油滴を除去できる。
【００４５】
図３の例に示されているように、第一の抽出管１６は歯車箱８からの気体および油の混合物を精製部材１１１へと回収する。図３の精製部材１１１は「コアレッサ」を含み、またはそれからなり、歯車箱から液体の形態で流出する油の量を、ライン１３を介して直接戻すことによって制限することができる。精製部材１１１の別の出口１４は、蒸気および／またはその他の不純物に対する処理が依然として必要な流れを含んでもよい。
【００４６】
この部材１１１が精製作業のすべてを実行する場合、精製した油は第二の、戻り管１３を介して機械的歯車箱８に戻すことができる。精製中に回復されたヘリウムは、例えば作動回路の中へと送られる。
【００４７】
図４に示されるように、処理（精製）の前に、抽出管１６により回復された油と混合されたこのヘリウムを圧縮する必要があるかもしれない。この目的のために、回収コンプレッサ１５を精製部材１１の上流に設置してもよい。
【００４８】
１つの有利な具体的特徴によれば、この回収コンプレッサ１５がオイルコンプレッサ型である場合、圧縮ステーション２のコンプレッサ１２の機械的歯車箱８のため、および回収コンプレッサ１５のために同じ油（または化学的に適合可能な油）が使用される。この回収コンプレッサ１５が潤滑ねじ型コンプレッサである場合、油とヘリウムとの最終的な分離がより良好に行われるような所定の油が必要である。例えば、飽和蒸気圧の低い合成型の油を使用できる。
【００４９】
それゆえ、精製部材１１は２つの圧縮システム（ステーション２のコンプレッサ１２および回収コンプレッサ１５）に共通していてもよい。
【００５０】
これによって、標準化と、装置の全体的コストの削減とが可能となる。
【００５１】
それゆえ、この装置および方法により、軸受５の構造を単純化できる。装置１およびその動作のコストが低減化される。機械的歯車箱８内のコンプレッサ駆動機構の性能はとりわけ改善される。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］  ヘリウムを含むか、または純粋なヘリウムからなる作動流体を低温液化および／または冷却する装置であって、前記装置（１）は、圧縮ステーション（２）およびコールドボックス（３）を備える作動回路を含み、前記圧縮ステーション（２）は１つまたは複数の圧縮ステージを含み、その各々が１つまたは複数のコンプレッサを使用しており、前記コンプレッサは軸受（５）上で回転できるように取り付けられたスピンドル（２５）に固定されたコンプレッサインペラ（１２）を含み、各コンプレッサ（１２）の前記スピンドル（２５）は、モータ（４）の出力軸（６）により、潤滑油（９）を含む機械的歯車箱（８）内に格納された歯車機構（７）を介して回転駆動される装置において、
前記機械的歯車箱（８）の内部空間内に、平均モル質量が空気のモル質量より小さい気体混合物からなる気体雰囲気が収容され、前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は空気中のヘリウムの（モル）比より大きいことと、前記１つのコンプレッサまたは複数のコンプレッサ（１２）の少なくとも１つの軸受（５）においてバッファガスを注入して、前記作動回路からの作動流体の漏出分を回収領域に向かって案内するガスバリアを形成する部材（１０）を含むことと、前記回収領域の少なくとも一部は前記機械的歯車箱（８）を含み、すなわち、回復された漏出ヘリウムを含む前記バッファガスが前記機械的歯車箱（８）の前記内部空間に供給されることとを特徴とする装置。
［２］  前記モータ歯車箱（８）の前記内部雰囲気を精製するための、前記モータ歯車箱（８）に前記歯車箱（８）から気体および油の混合物を抽出する第一の管（１６）と精製した油を戻す第二の管（１３）を介して接続された部材（１１）を含み、前記精製部材（１１）は精製中に回収される作動気体を回収するための出口（１４）を含むことを特徴とする、［１］に記載の装置。
［３］  前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は５％〜１００％の間であることを特徴とする、［１］または［２］に記載の装置。
［４］  前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は優勢であることを特徴とする、［１］〜［３］の何れか１項に記載の装置。
［５］  前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気は、ヘリウムと、窒素、アルゴン、前記作動流体の１つまたは複数の成分のうちの少なくとも１つとを含むことを特徴とする、［１］〜［４］の何れか１項に記載の装置。
［６］  前記抽出管（１６）により抽出された前記混合物を圧縮して、前記精製部材（１１）に所定の圧力まで圧縮された混合物を供給するための部材（１５）を含むことを特徴とする、［２］に記載の装置。
［７］  前記歯車箱の前記内部雰囲気からの前記気体および油の混合物を圧縮するための部材（１５）は油潤滑式機構を含み、その油は前記機械的歯車箱（８）の前記潤滑油（９）と同一であるか、または同種であることと、前記精製部材（１１）は、両方に共通で、前記機械的歯車箱（８）の前記潤滑油（９）と、前記抽出管（１６）により抽出された前記混合物を圧縮するための部材（１５）の前記油とを精製することとを特徴とする、［６］に記載の装置。
［８］  前記圧縮ステーション（２）の前記コンプレッサのうちの少なくともいくつかは遠心型コンプレッサであることを特徴とする、［１］〜［７］の何れか１項に記載の装置。
［９］  前記バッファガスは、ヘリウム、窒素、作動流体の１つまたは複数の成分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、［１］〜［８］の何れか１項に記載の装置。
［１０］  作動流体、特にヘリウムを含むか、または純粋なヘリウムからなる作動流体を、圧縮ステーション（２）およびコールドボックス（３）を備える作動回路を含む冷凍機／液化機によって低温液化および／または冷却する方法であって、前記冷凍機／液化機は、前記作動回路内の前記作動気体に対し、前記圧縮ステーション（２）内での前記作動流体の圧縮、前記コールドボックス（３）内での冷却、および前記圧縮ステーション（２）に戻すための前記作動流体の加熱を逐次的に含むサイクルを実行し、前記圧縮ステーション（２）は１つまたは複数の圧縮ステージを含み、その各々が１つまたは複数のコンプレッサを使用しており、前記コンプレッサは軸受（５）上で回転できるように取り付けられたスピンドル（２５）に固定されたコンプレッサインペラ（１２）を含み、各コンプレッサ（１２）の前記スピンドル（２５）は、モータ（４）の出力軸（６）により、潤滑油（９）を含む機械的歯車箱（８）内に格納された歯車機構（７）を介して回転駆動される方法において、
前記機械的歯車箱（８）の前記内部空間内の前記気体雰囲気は、平均モル質量が空気のモル質量より小さい気体混合物を含むように制御され、前記機械的歯車箱（８）内部の前記気体雰囲気に含まれるヘリウムのモル比は空気中のヘリウムの（モル）比より大きいことと、前記１つのコンプレッサまたは複数のコンプレッサ（１２）の少なくとも１つの軸受（５）においてバッファガスを注入して、前記作動回路からの作動流体の漏出分を回収領域に向かって案内するガスバリアを形成するための部材（１０）を含むことと、前記回収領域の少なくとも一部は前記機械的歯車箱（８）を含み、すなわち、回復された漏出ヘリウムを含む前記バッファガスが前記機械的歯車箱（８）の前記内部空間に供給されることとを特徴とする方法。
［１１］  前記１つのコンプレッサまたは複数のコンプレッサ（１２）の少なくとも１つの軸受（５）においてバッファガスを注入して、前記作動回路からの作動流体の前記漏出分を回収領域に向かって案内する気体バリアを形成するステップを含むことと、前記歯車箱（８）の前記内部空間には、バッファガスおよび回収された漏出ヘリウムの混合物が供給されることとを特徴とする、［１０］に記載の方法。
［１２］  前記歯車箱（８）の前記内部雰囲気を精製して、前記作動気体と前記油とを分離し、前記精製した油が前記歯車箱（８）に再注入されるようにするステップを含むことを特徴とする、［１０］または［１１］に記載の方法。
［１３］  前記精製ステップの前に前記雰囲気の前記気体および油の混合物を圧縮するステップを含むことを特徴とする、［１２］に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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