压缩机轴承冷却的制作方法
【专利说明】压缩机轴承冷却
[0001]相关串请的交叉引用
声明享有_提交且名称为“压缩机轴承冷却”的申请号为_的美国专利申请的权益，通过引用的方式将该美国专利申请的公开内容如详细阐述的那样以其整体并入本文。
[0002]背景
本公开涉及蒸汽压缩系统，更具体地，本公开涉及具有电动马达驱动的压缩机这样的系统。
[0003]电动马达驱动的压缩机的一个特定用途为液体冷却器。一个示例性液体冷却器使用半封闭式离心压缩机。示例性单元包括压缩机、冷凝器单元、蒸发器单元、膨胀装置和各种额外构件的独立组合。一些这样的示例性压缩机包括在马达转子和叶轮之间介入的传动器以将叶轮驱动为比马达更快的速度。
[0004]在各种不同的压缩机中，马达可暴露于致冷剂流的旁路以冷却马达和/或润滑轴承。
[0005]在大多数制冷系统中(尤其是使用螺旋式压缩机和往复式压缩机的那些)，将润滑剂(例如，油)添加至致冷剂。该油可从致冷剂流选择性地分离，并被重新引入以用于润滑(例如，在机械分离器或蒸馏器中分离，且然后沿着轴承返回到润滑端口)。其他压缩机(尤其是离心式压缩机)是无油的。在这种无油压缩机中，致冷剂本身可被引导至轴承以冷却和润滑轴承。示例性轴承是滚珠轴承类型的轴承，其中滚珠由陶瓷材料制成。致冷剂可由机械栗抽取以用于输送至轴承。
[0006]在这样的无油压缩机中，提供启动润滑造成问题。取决于操作条件，机械栗的吸入端口可能不利地定位成提供致冷剂。美国专利号6654560公开了一种双叶轮栗，其中一个叶轮定位成从蒸发器抽取且另一个叶轮定位成从冷凝器抽取。
[0007]
本公开的一个方面涉及包括压缩机的蒸汽压缩系统，该压缩机包括壳体组件，该壳体组件具有吸入端口和排出端口以及马达隔室。电动马达具有在马达隔室内的定子和在定子内的转子。转子安装用于围绕转子轴线旋转。一个或多个工作元件联接至转子以在至少第一条件下通过转子驱动，以便使流体通过吸入端口抽入和从排出端口排出。一个或多个轴承系统支撑转子和/或一个或多个工作元件。一个或多个轴承进给通道联接至轴承以使流体沿着供给流路行进至轴承。机械栗定位成将流体沿着供给流路驱动至该一个或多个轴承。第一换热器沿着致冷剂主流路在排出端口的下游。在至少第一操作模式下，膨胀装置在该第一操作模式下沿着主流路在第一换热器的下游。第二换热器在膨胀装置的下游并联接至吸入端口以返回致冷剂。在该第一操作模式下，该系统还包括喷射器，该喷射器具有联接至机械栗以从机械栗接收致冷剂的动力流入口、吸入流入口和出口。
[0008]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，从喷射器出口的排出流路至少部分地反馈到机械栗。
[0009]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，供给流路在至少一个操作条件下从吸入流入口行进穿过喷射器到出口。
[0010]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，喷射器的吸入流路从第二换热器延伸到喷射器吸入流入口。
[0011]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，喷射器的动力流路在栗的下游从供给流路分支并延伸至动力流入口。
[0012]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，喷射器是第一喷射器且该系统还包括第二喷射器。第二喷射器具有动力流入口、吸入流入口和出口(146)。第二喷射器的动力流路在栗的下游从供给流路分支并延伸至第二喷射器动力流入口。第二喷射器的吸入流路从第二换热器延伸至第二喷射器吸入流入口。第二喷射器的出口流路从第二喷射器出口反馈到第一喷射器吸入流入口。
[0013]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，第一喷射器动力流入口从第一换热器接收流体且第二喷射器出口流路反馈到第一换热器。
[0014]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，第一喷射器动力流入口从第一换热器的贮槽接收流体且第二喷射器出口流路反馈到贮槽。
[0015]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，该压缩机是离心式压缩机且该一个或多个工作元件包括一个或多个叶轮。
[0016]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，该一个或多个叶轮是安装到转子用于随其直接同轴旋转的单个叶轮。
[0017]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，一个或多个轴承排放通道定位成使所述流体行进到吸入壳体气室。
[0018]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，一个或多个轴承排放通道定位成使所述流体行进到第二换热器。
[0019]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，下列一项或多项:该系统是冷却器；该系统具有选自由低压致冷剂和中压致冷剂构成的组的致冷剂注入；该系统具有选自由HFC致冷剂和HFO致冷剂构成的组的致冷剂注入；该系统具有选自由R1233zd、R1234yf、R1234ze和R134a构成的组的致冷剂注入；以及，该机械栗是齿轮栗、离心栗、再生栗、螺旋栗或叶片栗。
[0020]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，该系统还包括控制器，其配置成在启动压缩机之前启动机械栗。
[0021]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，控制器配置成在感测到阈值条件时关闭机械栗以及并保留压缩机运转。
[0022]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，用于操作该压缩机的方法包括:启动机械栗；在启动机械栗后，启动马达以使流体通过吸入端口抽入和从排出端口排出流体；以及，关闭机械栗同时继续运转马达。
[0023]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，在感测到第一阈值条件后启动马达，并且在感测到第二阈值条件后关闭机械栗。
[0024]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，监测流或压力参数，并且响应于指示流的不足的所述参数，重新启动机械栗同时继续运转马达。
[0025]在任何前述实施例的另外的或备选实施例中，重新启动机械栗同时继续运转马达，关闭马达同时继续运转机械栗，以及在关闭马达后关闭机械栗。
[0026]在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施例的细节。其他特征、方面和优点从该描述和附图以及从权利要求将是显而易见的。
【附图说明】
[0027]图1是冷却器系统的部分示意图。
[0028]图2是第二冷却器系统的部分示意图。
[0029]图3是第三冷却器系统的部分不意图。
[0030]图3A是图3的冷却器系统的栗的部分放大示意图。
[0031 ] 图4是简化的控制流程图。
[0032]在各个附图中相同的参考数字和标记表示相似的元件。
[0033]详细描沐
图1示出了蒸气压缩系统20。示例性蒸气压缩系统20是冷却器系统。该系统20包括由吸入线路25进给的具有吸入端口(入口)的压缩机22以及进给排出线路27的排出端口(出口)26。该系统还包括在正常操作模式下为排热换热器(例如，气体冷却器或冷凝器)的第一换热器28。在基于现有冷却器的示例性系统中，换热器28是冷凝器单元29中的致冷剂-水换热器，其中致冷剂通过外部水流520 (入口)、520’(出口)冷却和冷凝。
[0034]该系统还包括第二换热器30 (在正常模式下为吸热换热器或蒸发器)。在该示例性系统中，换热器30是用于冷却蒸发器单元31内的冷却水流522(入口)、522’(出口)的致冷剂一水换热器。膨胀装置32(例如，电控阀、固定孔口或浮子控制阀)沿正常模式下的主致冷剂流路34(该流路由相关联的管路等部分地环绕，并包括吸入线路25、排出线路26和中间线路35)在排热换热器的下游并在吸热换热器30的上游。示例性致冷剂一水换热器28和30包括运送水流的管束，并且与在单元29和31的外壳内的管束周围经过的致冷剂有换热关系。该换热器的水入口和出口示出为未编号。
[0035]示例性压缩机是具有壳体组件(壳体)40的离心式压缩机。壳体组件容纳电动马达42以及一个或多个工作元件44 (用于离心式压缩机的一个或多个叶轮；用于涡旋式压缩机的一个或多个涡旋件；或用于往复式压缩机的活塞)，该工作元件可在第一模式下由电动马达驱动以使流体(致冷剂)通过吸入端口抽入，压缩流体，并从排出端口排出流体。示例性离心工作元件包括由马达直接驱动的绕轴线500的旋转叶轮。备选离心式压缩机可具有将马达联接至叶轮的传动器。