壓縮機軸承冷卻的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用 主張US專利申請序列號No. 61/805, 050的權益，其在2013年3月25申請，且題為"壓 縮機軸承冷卻"，其公開內容通過引用而如同在此詳細地闡述一樣整體地合并入本文。
技術領域
[0002] 本公開涉及壓縮機。更具體而言，本公開涉及電動馬達驅動的密封或半密封的壓 縮機。
【背景技術】
[0003] 電動馬達驅動的壓縮機的一個特別用途是液體制冷器。示范液體制冷器使用密封 離心壓縮機。示范單元包括壓縮機、冷凝器單元、蒸發器單元、膨脹裝置、和各種附加構件的 獨立組合。
[0004] 在大多數制冷系統（尤其是使用螺桿式壓縮機和往復壓縮機的那些）中，潤滑劑 (例如，油）被添加至制冷劑。油可選擇性地從制冷劑流分離且被重新引入以用于潤滑（例 如，在機械分離器或蒸餾器中分離且然后沿軸承回到潤滑端口。其他壓縮機（尤其是離心 壓縮機）是無油的。在這種無油壓縮機中，制冷劑本身可被引導至軸承，以冷卻且潤滑軸 承。示范軸承為滾珠軸承類型軸承，其中，滾珠由陶瓷材料制造。可通過機械栗抽取制冷劑， 以用于輸送至軸承。

【發明內容】

[0005] 本公開的一個方面涉及具有殼體組件的壓縮機，該殼體組件具有吸入端口、排出 端口和馬達隔室。電動馬達具有在馬達隔室內的定子和在定子內的轉子。該轉子安裝成用 于圍繞轉子軸線旋轉。一個或更多個葉輪聯接至該轉子，以在至少第一條件下由該轉子驅 動，以便穿過該吸入端口取入流體且將從該排出端口排出流體。入口導向葉片（IGV)陣列 在該吸入端口與該一個或更多個葉輪之間。一個或更多個軸承系統支撐該轉子和/或一個 或更多個葉輪。一個或更多個主排泄通道聯接至該軸承，以將流體沿排出流路從該軸承傳 遞至在該葉輪上游和該IGV陣列下游的位置。
[0006] 在各種其他實施例中，一個或更多個排泄通道定位成將所述流體傳遞至吸入殼體 氣室（plenum) 〇
[0007] 在各種其他實施例中，壓縮機還包括噴射器，其具有：運動流（motiveflow)入 口；吸入流入口；和出口，排泄流路通過該噴射器從吸入流入口行進至出口。
[0008] 在各種其他實施例中，去往運動流入口的運動流流路從一個或更多個葉輪的下游 延伸。
[0009] 在各種其他實施例中，去往運動流入口的運動流流路從一個或更多個葉輪的下游 但從排出氣室的上游延伸。
[0010] 在各種其他實施例中，壓縮機還包括：一個或更多個軸承供給通道，其聯接至軸 承，以將流體沿供應流路傳遞至軸承；且另一噴射器具有運動流入口、吸入流入口、和出口， 供應流路通過該另一噴射器從吸入流入口行進至出口。
[0011] 在各種其他實施例中，一個或更多個葉輪為單個葉輪，其安裝至轉子，以用于與其 一起直接同軸旋轉。
[0012] 在各種其他實施例中，壓縮機還包括：一個或更多個軸承供給通道，其聯接至軸 承，以將流體沿供應流路傳遞至軸承；和噴射器，該噴射器具有：運動流入口；吸入流入口； 和出口，供應流路通過該噴射器從吸入流入口行進至出口。
[0013] 本公開的另一方面涉及蒸汽壓縮系統，其包括：壓縮機；第一熱交換器，其聯接至 排出端口，以接收在壓縮機的第一操作條件下沿下游方向被驅動的制冷劑；膨脹裝置，其在 第一熱交換器的下游；和第二熱交換器，其在膨脹裝置的下游且聯接至吸入端口，以在第一 操作條件下送回制冷劑。
[0014] 在各種其他實施例中，沿排泄流路的第一噴射器或沿軸承供應路徑的第二噴射器 中的至少一個具有運動流入口，該運動流入口沿著運動流流路，該運動流流路從一個或更 多個葉輪的下游但從排出氣室的上游延伸。
[0015] 在各種其他實施例中，第一熱交換器為排熱熱交換器且第二熱交換器為吸熱熱交 換器。
[0016] 在各種其他實施例中，用于操作壓縮機的方法包括：驅動馬達以通過吸入端口取 入流體，且從排出端口排出該流體；在第一模式下操作，其中，沿排泄流路行進的流體被作 為吸入流通過噴射器抽取；和在第二模式下操作，其中，沿排泄流路行進的流體不由噴射器 栗吸。
[0017] 本公開的另一方面涉及壓縮機，其包括：殼體組件，其具有吸入端口和排出端口和 馬達隔室；電動馬達，其具有在馬達隔室內的定子和在定子內的轉子，該轉子安裝成用于圍 繞轉子軸線旋轉；一個或更多個葉輪，其聯接至轉子，以在至少第一條件下由轉子圍繞葉輪 軸線驅動，以便通過吸入端口取入流體且從排出端口排出所述流體；入口導向葉片（IGV) 陣列，其在吸入端口與一個或更多個葉輪之間；一個或更多個軸承系統，其支撐轉子和/或 一個或更多個葉輪；一個或更多個排泄通道，其聯接至軸承，以將沿排泄流路從軸承傳遞流 體；和噴射器，其具有運動流入口、吸入流入口和出口，排泄流路通過該噴射器從吸入流入 口行進至出口。
[0018] 本公開的另一方面涉及壓縮機，其包括：殼體組件，其具有吸入端口和排出端口和 馬達隔室；電動馬達，其具有在馬達隔室內的定子和在定子內的轉子，該轉子安裝成用于圍 繞轉子軸線旋轉；一個或更多個葉輪，其聯接至轉子，以在至少第一條件下由轉子圍繞葉輪 軸線驅動，以便通過吸入端口取入流體且從排出端口排出所述流體；入口導向葉片（IGV) 陣列，其在吸入端口與一個或更多個葉輪之間；一個或更多個軸承，其支撐轉子和/或一個 或更多個葉輪；一個或更多個軸承供給通道，其聯接至軸承，以將流體沿供應流路傳遞至軸 承；和噴射器，其具有運動流入口、吸入流入口和出口，供應流路通過噴射器從吸入流入口 行進至出口。
[0019] 在各種其他實施例中，去往運動流入口的運動流流路從一個或更多個葉輪的下游 延伸。
[0020] 在各種其他實施例中，壓縮機還包括：開關閥，其沿在噴射器出口與軸承之間的供 應流路，以用于利用去往軸承的供應流繞過噴射器。
[0021 ] 在各種其他實施例中，在用于控制壓縮機的方法中，壓縮機用于蒸汽壓縮系統中， 該蒸汽壓縮系統具有排熱熱交換器、膨脹裝置和吸熱熱交換器。通過吸入端口從吸熱熱交 換器抽取流體。從排出端口將流體排出至排熱熱交換器。使來自排熱熱交換器的流體在膨 脹裝置中膨脹。將在膨脹裝置中膨脹的流體輸送至吸熱熱交換器。將輸送至排熱熱交換器 或吸熱熱交換器的流體的一部分作為運動流來輸送。
[0022] 在各種其他實施例中，蒸汽壓縮系統包括：壓縮機；第一熱交換器，其聯接至排出 端口，以接收在壓縮機的第一操作條件下沿下游方向被驅動的制冷劑；膨脹裝置，其在第一 熱交換器的下游；和第二熱交換器，其在膨脹裝置的下游且聯接至吸入端口，以在第一操作 條件下送回制冷劑。供應流路從第一熱交換器和第二熱交換器中的至少一個延伸。
[0023] 在附圖和下面的說明中闡明一個或更多個實施例的細節。根據說明和附圖，且根 據權利要求，其他特征、目的和優點將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0024] 圖1是處于第一模式的制冷器系統的局部示意圖。
[0025] 圖2是處于第二模式的制冷器系統的局部示意圖。
[0026] 圖3是處于第三模式的制冷器系統的局部示意圖。
[0027] 圖4是處于第四模式的制冷器系統的局部示意圖。
[0028] 各種附圖中的相同參考數字和標號指示相同的元件。
【具體實施方式】
[0029] 圖1示出蒸汽壓縮系統20。該示范蒸汽壓縮系統20為制冷器系統。系統20包括 壓縮機22,該壓縮機22具有吸入端口（入口）24和排出端口（出口）26。該系統還包括第 一熱交換器28,該第一熱交換器28在正常操作模式下為排熱熱交換器（例如，氣體冷卻器 或冷凝器）。在以現有制冷器為基礎的示范系統中，熱交換器28為冷凝器單元29中的制冷 劑-水熱交換器，其中，制冷劑由外部水流520冷卻且冷凝。
[0030] 該系統還包括處于第二熱交換器30 (在正常模式下為吸熱熱交換器或蒸發器）。 在示范系統中，熱交換器30為制冷劑-水熱交換器，其用于使蒸發器單元31內的已冷水流 變冷。膨脹裝置32(例如，電氣控制閥、固定的小孔、或浮子控制閥）沿正常模式制冷劑流 路34 (該流路被相關管道等局部地環繞）在排熱熱交換器的下游和吸熱熱交換器30的上 游。示范制冷劑-水熱交換器28和30包括管束，管束運送水流且與如下制冷劑處于熱交 換關系，該制冷劑在單元29和31內的殼內圍繞束經過。出于例示的簡易性，熱交換器的水 入口和出口未標號。
[0031]示范壓縮機22為離心壓縮機，其具有殼體組件（殼體）40。該殼體組件包括電動 馬達42和一個或更多個工作元件44 (用于離心壓縮機的葉輪（示出）；渦旋壓縮機的蝸殼； 或用于往復壓縮機的活塞），該一個或更多個工