经由净化单元实现的压缩机轴承冷却的制作方法
【专利说明】经由净化单元实现的压缩机轴承冷却
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2013年5月2日提交的且标题为“经由净化单元实现的压缩机轴承冷却”的美国专利申请序列号61/818，648的权益，其公开内容如同详细阐述一般全部通过引用的方式并入本文中。
[0003]发明背景
[0004]本公开涉及压缩机。更明确地说，本公开涉及制冷压缩机的轴承冷却。
[0005]电动机驱动的压缩机的一种特定用途是液体冷却器。示例性液体冷却器使用密封离心式压缩机。示例性单元包括压缩机、冷凝器单元、蒸发器单元、膨胀装置，以及各种额外部件的独立组合。示例性压缩机是电动机驱动的密封或半密封压缩机。
[0006]在大多数制冷系统(尤其是使用螺杆式压缩机和往复式压缩机的系统)中，将润滑剂(例如，油)添加至制冷剂。油可以从制冷剂流选择性地分离，并且被重新引入以用于润滑(例如，在机械分离器中或静止时分离，然后沿轴承返回至润滑端口。其它压缩机(尤其是离心式压缩机)是无油的。在此类无油压缩机中，制冷剂本身可以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，其中滚珠是由陶瓷材料制成的。制冷剂可以通过机械栗吸取以用于递送至轴承。
[0007]许多冷却器进一步包含净化单元以用于从致冷剂中去除非冷凝的污染物。使制冷剂流从主制冷剂流动路径转向并进入至净化槽中，在此制冷剂流被冷却以冷凝制冷剂，同时留下呈蒸汽形式的非冷凝的污染物。可将蒸汽排出或栗出容器(例如，至大气)。净化单元可间歇地操作。
发明概要
[0008]本公开的一个方面涉及包括压缩机的蒸汽压缩系统，压缩机包括具有吸入端口和排出端口以及电动机舱的外壳组件。电动机具有在电动机舱内的定子和在定子内的转子。转子被安装用于绕着转子轴旋转。一个或多个工作元件耦接至转子以在至少第一条件下由转子驱动，以便通过吸入端口吸入流体且将所述流体从排出端口排出。一个或多个轴承支撑转子和/或一个或多个工作元件。一个或多个轴承馈送通道耦接至轴承以沿着供应流动路径将流体传递至轴承。第一换热器耦接至排出端口以接收在压缩机的第一操作条件下在下游方向上驱动的制冷剂。膨胀装置在第一换热器的下游。第二换热器在膨胀装置下游且耦接至吸入端口以在第一操作条件下返回制冷剂。净化单元具有用于接收制冷剂流的蒸汽入口管线，和用于返回污染物贫化制冷剂流的返回管线，且供应流动路径从净化单元延伸。
[0009]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，供应流动路径可具有延伸至轴承中的第一者的第一分支和延伸至轴承中的第二者的第二分支。
[0010]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，净化单元中的堰可分隔供应流动路径第一分支与供应流动路径第二分支。
[0011]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，供应流动路径由来自返回管线的分支形成或是来自返回管线的分支。
[0012]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，供应流动路径是第二供应流动路径且第一供应流动路径不从返回管线分支。
[0013]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，第一供应流动路径和第二供应流动路径不重叠。
[0014]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，沿着第一供应流动路径不存在栗。
[0015]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，沿着第一供应流动路径存在栗。
[0016]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，净化单元包括:压缩机；排热换热器，其沿着净化单元制冷剂流动路径在净化单元压缩机的下游；膨胀装置，其沿着净化单元制冷剂流动路径在排热换热器的下游；净化冷凝单元，其是沿着净化单元制冷剂流动路径在净化单元膨胀装置下游的吸热换热器。净化单元制冷剂流动路径与从蒸汽入口管线接收的制冷剂流制冷剂处于换热关系。
[0017]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，净化单元包括:净化排气管线，其从净化冷凝单元延伸；和栗，其沿着净化排气管线以用于将污染物从净化单元排出。
[0018]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，系统是冷却器。
[0019]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，系统具有从由低压制冷剂和中压制冷剂组成的组中选出的制冷剂装料；系统具有从由HFC制冷剂和HFO制冷剂组成的组中选出的制冷剂装料；系统具有从由R1233zd、R1234yf、R1234ze和R134a组成的组中选出的制冷剂装料；和/或机械栗是齿轮栗、离心栗、再生栗、螺杆栗，或叶片栗。
[0020]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，压缩机是离心式压缩机。
[0021]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，控制器被配置用来操作净化单元以在启动条件下沿着供应流动路径供应制冷剂。
[0022]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，控制器被配置用来确定沿着另一供应流动路径到轴承的制冷剂流的不充足，且响应于确定的不充足，操作净化单元以在非启动条件下沿着供应流动路径供应制冷剂。
[0023]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，方法包括操作净化单元以在启动条件下沿着供应流动路径供应制冷剂。
[0024]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，在启动条件之后终止从净化单元供应制冷剂。
[0025]在上述实施方案中的任一者的额外或替代实施方案中，确定沿着主要供应流动路径的制冷剂的不充足，且响应于确定的不充足，操作净化单元以在非启动条件下沿着供应流动路径供应制冷剂。
[0026]在附图和以下描述中阐述一个或多个实施方案的细节。根据描述和附图且根据权利要求书，其它特征、目标和优点将是显而易见的。
[0027]附图简述
[0028]图1是冷却器系统的局部示意图。
[0029]图2是图1的冷却器系统的净化单元的局部示意图。
[0030]图3是第二冷却器系统的局部示意图。
[0031]图4是用于将制冷剂从净化单元递送至冷却器系统中的压缩机轴承的控制例程的简化流程图。
[0032]各个图式中相同的参考数字和符号指示相同的元件。
【具体实施方式】
[0033]图1示出蒸汽压缩系统20。示例性蒸汽压缩系统20是冷却器系统。系统20包含压缩机22，压缩机22具有通过吸入管线25馈送的吸入端口(入口)24和馈送排出管线27的排出端口(出口)26。系统进一步包含第一换热器28，其在正常操作模式中是排热换热器(例如，气体冷却器或冷凝器)。在基于现有的冷却器的示例性系统中，换热器28是冷凝器单元中的制冷剂-水换热器，在此处制冷剂通过外部水流520 (入口)，520’(出口)冷却并冷减。
[0034]系统进一步包含第二换热器30 (在正常模式下是吸热换热器或蒸发器)。在示例性系统中，换热器30是用于冷却冷却水流522 (入口)，522’(出口)的制冷剂-水换热器。膨胀装置32沿着正常模式主制冷剂流动路径34 (流动路径由相关联的管路等部分地包围，且包含吸入管线25，排出管线26，以及中间管线35)在排热换热器的下游且在吸热换热器30的上游。示例性制冷剂-水换热器28和30包括管束，其载运水流，并与绕过换热器的壳体内的管束的制冷剂处于换热关系。换热器的入水口和出水口未用编号示出。
[0035]示例性压缩机是具有外壳组件(外壳)40的离心式压缩机。外壳组件含有电动机42和一个或多个工作元件44 (用于离心式压缩机的(多个)叶轮；用于涡旋式压缩机的(多个)涡管；或用于往复式压缩机的(多个)活塞)，其可由处于第一模式下的电动机驱动以压缩流体(制冷剂)以通过吸入端口吸入流体(制冷剂)，压缩流体，并将流体从排出端口排出。(多个)示例性离心工作元件包括直接由电动机绕着轴500驱动的旋转叶轮。替代离心式压缩机可以具有将电动机耦接至(多个)叶轮的变速器。替代压缩机包含螺杆式压缩机。替代驱动系统包含具有穿过轴密封件以与外部驱动构件(例如，电或其它电动机)啮合的驱动轴的压缩机。
[0036]外壳限定电动机舱60，其含有在舱内的电动机的定子62。电动机的转子64部分地在定子内并且被安装用于绕着转子轴500旋转。示例性安装是经由一个或多个轴承系统66，68，其将转子的轴70安装至外壳组件。示例性叶轮44安装至轴(例如，末端部分72)，以与其作为单元绕着轴500旋转。示例性轴承系统66将轴的中间部分安装至外壳组件的中间壁74。示例性轴承系统68将轴的相对末端部分安装至外壳组件的端壁/盖部分76。在壁74和76之间，外壳包含大体上围绕电动机舱的外壁78。
[0037]示例性