用于无油的制冷剂压缩机的有效过滤器的制作方法

本公开内容大体上涉及压缩机，且更特别地涉及用于加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统的制冷剂压缩机。

背景技术：

hvac&r系统构件(诸如压缩机轴承)需要润滑来延长它们的寿命且防止腐蚀。典型地提供一种油系统，该油系统使油循环通过压缩机来润滑轴承。在其它的hvac&r系统中，提供“无油的”润滑。因为不存在单独的油系统使油循环通过压缩机来润滑压缩机轴承，此hvac&r系统称为“无油的”。在无油的系统中，添加剂添加到循环通过hvac&r系统的制冷剂。添加剂用来经由原位化学反应在压缩机轴承的外表面处生成保护性摩擦层，且经由表面钝化层的形成来保护轴承表面免于与金属轴承表面的制冷剂反应的腐蚀和腐蚀性副产物。此添加剂典型地在hvac&r系统装上制冷剂时添加，然后需要周期性地监测制冷剂中存在的添加剂水平且手动地添加额外的添加剂以使制冷剂中添加剂的量达到选定水平。

技术实现要素：

在一个实施例中，压缩机系统包括压缩机，该压缩机包括压缩机入口、压缩机出口和轴承组件，该压缩机构造成压缩热传递流体。添加剂分配器在轴承组件的上游流体地联接到压缩机。添加剂分配器构造成将一定量的添加剂材料可控制地释放到热传递流体中，该添加剂材料构造成润滑轴承组件。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂材料呈液体、固体、凝胶或粉末中的一种的形式。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂分配器构造成将添加剂材料周期性地释放或喷射到热传递流体中。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂分配器构造成将添加剂材料溶解到经过添加剂分配器的热传递流体中。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂材料包括下者中的一种或多种：胺(烷基、环和二环脂肪族、芳族)和它们的衍生物，包括链烷醇胺和胺盐(羧酸盐、脂肪酸)，三唑，包括苯并三唑；润滑油，润滑油选自多元醇酯、聚亚烷基二醇、聚乙烯醚、聚α烯烃、烷基苯，以及还包含由氮或氧原子组成的极性侧基的这些化学物质，且更特别地，极性侧基为羧酸、酯、醛或酮羰基、醇、腈、胺、酰胺、酰亚胺或咪唑基；聚芳醚酮，聚芳醚酮包括聚醚醚酮、支链聚乙烯亚胺、聚乙烯吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯，聚丙烯酸酯包括聚烷基丙烯酸酯、聚烷基和烷基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯腈，或聚乙烯咪唑。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂分配器包括位于轴承组件的上游的上游过滤器，以从热传递流体中去除不期望的材料。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，下游过滤器位于轴承组件的下游，以从热传递流体中去除不期望的材料。

在另一个实施例中，加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统包括热传递回路，该热传递回路包括流体地联接压缩机、冷凝器和蒸发器的热传递流体导管。压缩机包括压缩机入口、压缩机出口和轴承组件，且压缩机构造成压缩热传递流体。添加剂分配器在轴承组件的上游流体地联接到压缩机。添加剂分配器构造成将一定量的添加剂材料可控制地释放到热传递流体中。添加剂材料构造成润滑轴承组件。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂材料呈液体、固体、凝胶或粉末中的一种的形式。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂分配器构造成将添加剂材料周期性地释放或喷射到热传递流体中。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂分配器构造成将添加剂材料溶解到经过添加剂分配器的热传递流体中。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂材料包括下者中的一种或多种：胺(烷基、环和二环脂肪族、芳族)和它们的衍生物，包括链烷醇胺和胺盐(羧酸盐、脂肪酸)，三唑，包括苯并三唑；润滑油，润滑油选自多元醇酯、聚亚烷基二醇、聚乙烯醚、聚α烯烃、烷基苯，以及还包含由氮或氧原子组成的极性侧基的这些化学物质，且更特别地，极性侧基为羧酸、酯、醛或酮羰基、醇、腈、胺、酰胺、酰亚胺或咪唑基；聚芳醚酮，聚芳醚酮包括聚醚醚酮、支链聚乙烯亚胺、聚乙烯吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯，聚丙烯酸酯包括聚烷基丙烯酸酯、聚烷基和烷基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯腈，或聚乙烯咪唑。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂分配器包括位于轴承组件的上游的上游过滤器，以从热传递流体中去除不期望的材料。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，下游过滤器位于轴承组件的下游，以从热传递流体中去除不期望的材料。

在另一个实施例中，润滑加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统的压缩机的轴承组件的方法包括：使一定量的添加剂材料位于流体地联接到压缩机的添加剂分配器处，该压缩机构造成压缩流过其中的热传递流体流；在选定的时间将添加剂材料的一部分分配到热传递流体流中；使包含添加剂材料的热传递流体流到压缩机的轴承组件；以及用添加剂材料来润滑压缩机的轴承组件。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，分配添加剂材料的一部分包括将添加剂材料从添加剂分配器周期性地释放或喷射到热传递流体中。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，分配添加剂材料的一部分包括将固体添加剂材料溶解到经过添加剂分配器的热传递流体中。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，在位于压缩机的轴承组件的上游的上游过滤器处从热传递流体中过滤不期望的材料。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，在位于压缩机的轴承组件的下游的下游过滤器处从热传递流体中过滤不期望的材料。

另外或备选地，在该实施例或其它实施例中，添加剂材料包括下者中的一种或多种：胺(烷基、环和二环脂肪族、芳族)和它们的衍生物，包括链烷醇胺和胺盐(羧酸盐、脂肪酸)，三唑，包括苯并三唑；润滑油，润滑油选自多元醇酯、聚亚烷基二醇、聚乙烯醚、聚α烯烃、烷基苯，以及还包含由氮或氧原子组成的极性侧基的这些化学物质，且更特别地，极性侧基为羧酸、酯、醛或酮羰基、醇、腈、胺、酰胺、酰亚胺或咪唑基；聚芳醚酮，聚芳醚酮包括聚醚醚酮、支链聚乙烯亚胺、聚乙烯吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯，聚丙烯酸酯包括聚烷基丙烯酸酯、聚烷基和烷基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯腈，或聚乙烯咪唑。

附图说明

主题在说明书的结论处特别地指出且清楚地要求享有权益。根据连同附图进行的以下详细描述，本公开内容的前述和其它特征以及优点显而易见，在附图中：

图1是加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统的示意图；以及

图2是用于加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统的压缩机的实施例的截面视图。

具体实施方式

现在参照图1，示出示例性热传递系统，例如，加热、空气调节、通风和制冷(hvac&r)系统10。hvac&r系统10包括由导管20、24、26和28串联连接的压缩机12、冷凝器14、膨胀装置16和蒸发器18。

在操作中，压缩机12使制冷剂或热传递流体22加压，其加热热传递流体22且提供压力以使热传递流体22循环通过hvac&r系统10。在一些实施例中，热传递流体22为卤代烃制冷剂，其中烃在分子上用一个或多个卤素原子替代。离开压缩机12的热加压气态热传递流体22通过导管20流到冷凝器14或其它排热热交换器，以将热能从热传递流体22传递到周围环境，导致热传递流体22在冷凝器14处冷凝成加压的中等温度液体。

离开冷凝器14的液体热传递流体22通过导管24流到膨胀装置16(在一些实施例中为膨胀阀)。热传递流体22的压力在膨胀装置16处降低，且热传递流体22然后经由导管26流到蒸发器18或其它吸热热交换器。蒸发器18从蒸发器18周围的环境吸收热能，且使用吸收的热能来使流过蒸发器18的热传递流体22沸腾。离开蒸发器18的气态热传递流体22经由导管28流到压缩机12。

hvac&r系统10将热能从蒸发器18周围的环境传递到冷凝器14周围的环境。当在压缩机12处压缩时，热传递流体22的热力学性质允许热传递流体22到达足够高的温度，使得温度大于冷凝器14周围的环境的温度，允许热能传递到冷凝器14周围的环境。此外，热传递流体22必须在其膨胀后的压力下具有沸点，该压力允许蒸发器18周围的环境使热传递流体22沸腾。

hvac&r系统10可用作空气调节系统，其中冷凝器14与外部环境热接触，且蒸发器18在内部环境中热连接到空气来调节或冷却。此外，在其它实施例中，取决于hvac&r系统10是在加热模式下还是在冷却模式下操作，hvac&r系统10可作为热泵来操作，使用标准的多端口开关阀(未示出)来使热传递流体22的流动方向以及冷凝器14和蒸发器18的功能反转。另外，虽然图1中示出的hvac&r系统10具有用于有效的热能传递的冷凝和蒸发阶段，可在本公开内容的范围内使用其它类型的热能传递环路，例如，不带有相变的热能传递环路。

现在参照图2的截面视图，更详细地示出压缩机12。在图2的示例性实施例中，压缩机12示为离心压缩机12，但在其它实施例中可为另一种类型的压缩机，诸如螺杆式压缩机。压缩机12包括压缩机壳体30，压缩机12的构件位于该压缩机壳体30中。压缩机12包括：压缩机入口34(在图1中示出)，热传递流体22通过该压缩机入口34进入压缩机12；以及压缩机出口36(在图1中示出)，热传递流体22通过该压缩机出口36离开压缩机12。第一轴承室38和第二轴承室40位于压缩机壳体30中，且各自包括轴承组件42，轴承组件42支承压缩机12的旋转构件(例如压缩机轴44)。虽然压缩机12示为带有两个轴承室38、40和两个轴承组件42，本领域技术人员将了解，可在压缩机12中使用任何合适数量的轴承室和轴承组件42。

压缩机12为无油的压缩机，使得轴承组件42和任何其它构件通过热传递流体22来润滑，而不使用单独的润滑回路或系统。为便于轴承组件42由热传递流体22的润滑，在压缩机12中或在压缩机12的上游，将一种或多种添加剂材料添加到在轴承室38、40的上游的热传递流体22。经由导致表面钝化的强吸附作用产生用于轴承表面的保护层的推荐的添加剂包括：胺(烷基、环和二环脂肪族、芳族)和它们的衍生物，包括链烷醇胺和胺盐(羧酸盐、脂肪酸)，三唑，包括苯并三唑。此外，生成用于轴承金属表面保护的摩擦层的推荐的添加剂包括：润滑油，润滑油选自多元醇酯、聚亚烷基二醇、聚乙烯醚、聚α烯烃、烷基苯，以及还有包含由氮或氧原子组成的极性侧基的先前的化合物，且更特别地，极性侧基选自羧酸、酯、醛或酮羰基、醇、腈、胺、酰胺、酰亚胺或咪唑基。最后，这些添加剂可包括聚芳醚酮，聚芳醚酮包括聚醚醚酮、支链聚乙烯亚胺、聚乙烯吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯，聚丙烯酸酯包括聚烷基丙烯酸酯、聚烷基和烷基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯腈，或聚乙烯咪唑。

添加剂分配器46位于轴承室38、40的上游，在一些实施例中在压缩机12处，或备选地在压缩机12的上游。“上游”在本文中用作相对于通过hvac&r系统10的热传递流体22的流动的主要方向。在热传递流体22到达轴承组件42之前，添加剂分配器46将添加剂材料以受控方式释放到热传递流体22中。添加剂材料可呈液体或凝胶的形式，其从添加剂分配器46周期性地(例如，在压缩机12的操作期间以预先选定的时间间隔)释放或喷射。在其它实施例中，添加剂可为固体或粉末材料，其随时间溶解到流经添加剂分配器46的热传递流体22中。通过确保按照轴承组件42的构件的润滑在热传递流体22流中存在足够量的添加剂，添加剂分配器46的使用减少hvac&r系统10的维护。添加剂分配器46的使用自动地向热传递流体22提供添加剂材料，减少对于维护技术人员检查热传递流体22中添加剂水平且在需要时添加额外添加剂的需要。

在一些实施例中，添加剂分配器46还包括一个或多个上游过滤器元件48，以在腐蚀性物质到达轴承组件42之前从热传递流体22中过滤有害的腐蚀性物质，以进一步保护轴承组件42的使用寿命。腐蚀性物质包括：取决于制冷剂，制冷剂的本质上酸性的分解产物，诸如hcl、hf；取决于制冷剂，在它们的结构中涉及氟和/或氯离子的制冷剂分子的本质上离子的分子碎片；以及在其内任何包含的水分，典型为h+和oh-。

在一些实施例中，除了上游过滤器48之外或作为对上游过滤器48的备选方案，hvac&r系统10包括下游过滤器50。下游过滤器50用来在污染物到达hvac&r系统10的构件(诸如冷凝器14、膨胀装置16和/或蒸发器18)之前从热传递流体22中去除污染物。

虽然仅结合有限数量的实施例详细地描述了本公开内容，应容易理解的是，本公开内容不限于此公开的实施例。相反地，可修改本公开内容以结合此前未描述但在精神和/或范围上相当的任何数量的变型、变更、替代或等同布置。另外，虽然描述了各种实施例，应理解的是，本公开内容的方面可仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本公开内容不应看作是由前述描述限制，而是仅由所附权利要求书的范围限制。