CN109416049A - 涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置 - Google Patents
涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109416049A CN109416049A CN201780038888.XA CN201780038888A CN109416049A CN 109416049 A CN109416049 A CN 109416049A CN 201780038888 A CN201780038888 A CN 201780038888A CN 109416049 A CN109416049 A CN 109416049A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- refrigerant
- bearing
- turbo
- compressor
- auxiliary bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/06—Lubrication
- F04D29/063—Lubrication specially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/056—Bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/056—Bearings
- F04D29/058—Bearings magnetic; electromagnetic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/056—Bearings
- F04D29/059—Roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/04—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
- F25B1/053—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type of turbine type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/002—Lubrication
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/047—Water-cooled condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
- F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/006—Cooling of compressor or motor
- F25B31/008—Cooling of compressor or motor by injecting a liquid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
本发明的目的在于实现与支承涡轮压缩机的转子轴的非接触轴承相邻设置的、触底用的辅助轴承的低成本化及长寿命化。涡轮压缩机(2)具备:转子轴(15);电动机(14),其同轴地设置于该转子轴(15)的中间部,驱动该转子轴(15)旋转;叶轮(16),其固定于转子轴(15)的一端,构成将制冷剂压缩的制冷剂压缩部(7);作为非接触轴承的主轴承(18a、18b),其轴支承电动机(14)与叶轮(16)之间及转子轴(15)的另一端;辅助轴承(19a、19b),其与该主轴承(18a、18b)相邻,在主轴承(18a、18b)的功能停止时,代替主轴承(18a、18b)轴支承转子轴(15);以及润滑制冷剂供给部(25),其在主轴承(18a、18b)的功能停止时,将所述制冷剂作为润滑剂向辅助轴承(19a、19b)的内部供给。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置。
背景技术
如众所周知的那样,地区制冷制热的热源等所使用的涡轮制冷装置具备由电动机驱动的离心涡轮式的涡轮压缩机。如专利文献1所公开的那样,在这样的涡轮压缩机中,通过使用磁轴承、气体轴承(空气轴承)等的非接触轴承作为转子轴的轴承,从而在消除轴承的旋转阻力的同时不需要轴承的润滑。非接触轴承在使转子轴相对于轴承上浮的状态下支承该转子轴,因此能够使旋转阻力非常小。
在该情况下,设有辅助轴承(触底轴承、touch down轴承),在电源因停电等被切断而非接触轴承的功能停止时,该辅助轴承代替非接触轴承来支承转子轴。使用滚动轴承作为该辅助轴承。辅助轴承的径向的间隙被设定得比非接触轴承小,因此在电源切断时,转子轴在与非接触轴承接触之前通过辅助轴承来支承(触底、touch down),从而防止非接触轴承的破损。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-218708号公报
发明内容
发明要解决的课题
一般采用滚动轴承作为辅助轴承,然而非接触轴承不需要润滑、冷却,因此多数情况下未附设润滑油系统,作为滚动轴承的辅助轴承成为润滑脂润滑或者无润滑的情形。
因此具有以下课题:辅助轴承的轴承寿命变短或者触底次数被限定。为了防止上述情况,需要采用特殊钢作为辅助轴承的材质或在内外圈、滚动构件实施特殊的表面处理,从而造成作为轴承系统的高价格。
本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的在于提供一种能够实现与支承转子轴的非接触轴承相邻设置的、触底用的辅助轴承的低成本化及长寿命化的涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本发明采用以下的方案。
本发明的第一方案所涉及的涡轮压缩机具备:转子轴;电动机,其同轴地设置于所述转子轴的中间部,用于驱动所述转子轴旋转;叶轮,其固定于所述转子轴的一端,构成将制冷剂压缩的制冷剂压缩部;非接触轴承,其对所述电动机与所述叶轮之间以及所述转子轴的另一端进行轴支承;辅助轴承,其与所述非接触轴承相邻,在该非接触轴承的功能停止时,代替该非接触轴承来对所述转子轴进行轴支承;以及润滑制冷剂供给部,其在所述非接触轴承的功能停止时,将所述制冷剂作为润滑剂向所述辅助轴承的内部供给。
根据上述结构的涡轮压缩机,在电源因停电等被切断而非接触轴承的功能停止时,辅助轴承代替非接触轴承支承转子轴,与此同时,由润滑制冷剂供给部将制冷剂作为润滑剂向辅助轴承的内部供给。因此,能够提高辅助轴承的润滑状态,能够不使用特殊高价的轴承而使用通常的轴承实现辅助轴承的低成本化及长寿命化。
在所述结构中,也可以为,所述润滑制冷剂供给部构成为具备:液态制冷剂储存部,其储存有液相状的所述制冷剂;液态制冷剂供给通路,其将所述辅助轴承与所述液态制冷剂储存部之间连接;以及电磁阀,其与所述液态制冷剂供给通路连接,在通电的状态下关闭。
根据上述结构,在电源切断时,在通电的状态下关闭的电磁阀打开。因此,储存于液态制冷剂储存部的液相状的制冷剂经由液态制冷剂供给通路被向辅助轴承供给。根据本结构,能够不设置控制部而在电源切断时打开电磁阀将制冷剂向辅助轴承供给,能够将轴承系统低成本化。
在所述结构中,也可以为,所述液态制冷剂储存部是将由所述制冷剂压缩部压缩后的所述制冷剂冷凝的冷凝器的底部。在冷凝器的底部储存有被压缩及冷凝后的液相状的制冷剂,该液相状的制冷剂的压力比辅助轴承的周边压力高,因此,在电磁阀打开的同时,在压力差的作用下,制冷剂被向辅助轴承迅速地供给。因此,在电源切断时将制冷剂快速地向辅助轴承供给进行润滑,从而能够实现辅助轴承的长寿命化。
在所述结构中,也可以为,所述液态制冷剂储存部为设置于收容所述电动机的壳体的、所述电动机冷却用的液态制冷剂套。该液态制冷剂套位于辅助轴承的附近,并且在其内部循环有被压缩及冷凝后的液相状的制冷剂。因此,能够在电源切断时,在电磁阀打开的同时,在压力差或重力的作用下向辅助轴承容易地供给液态制冷剂套的制冷剂。根据本结构,不需要通过液态制冷剂供给通路将涡轮压缩机与周边的设备类之间连接,因此能够简化轴承系统。
在所述结构中,也可以为,所述液态制冷剂储存部为一边对液相状的所述制冷剂赋予比所述辅助轴承的周边压力高的压力,一边储存液相状的所述制冷剂的压力赋予容器。如此,在电源切断时,在电磁阀打开的同时,在压力差的作用下向辅助轴承供给压力赋予容器的制冷剂。根据本结构,不需要设置将由涡轮压缩机压缩后的制冷剂抽出的系统,因此能够简化轴承系统。另外,无论制冷装置的运转状态如何,都能够将润滑用制冷剂的供给压力保持在需要规定值以上,能够可靠地供给润滑用制冷剂。
在所述结构中,也可以为,将辅助轴承作为滚动轴承,采用陶瓷材料作为该辅助轴承的外圈、内圈及滚动体中的至少任一方的材质。陶瓷材料的热膨胀量小,能够减小辅助轴承的温度变化时的轴承间隙的变化量,因此,即使是像制冷剂这样的低粘度的流体也能够良好地润滑辅助轴承。
在所述结构中,也可以为,将辅助轴承作为滚动轴承,作为该辅助轴承的外圈、内圈及滚动体中的至少任一方的材质,采用即使由低粘度流体进行润滑也能形成润滑膜的材质。由此,即使是像制冷剂这样的低粘度的流体也能够良好地润滑辅助轴承。
在所述结构中,也可以为,将辅助轴承作为滚动轴承,在该辅助轴承的外圈、内圈及滚动体中的至少任一方涂敷了类金刚石碳。就类金刚石碳而言,即使由低粘度流体进行润滑也形成润滑膜,因此即使是像制冷剂这样的低粘度的流体也能够良好地润滑辅助轴承。
本发明的第二方案所涉及的涡轮制冷装置具备:上述任一项所述的涡轮压缩机;冷凝器,其使由所述涡轮压缩机压缩后的所述制冷剂冷凝;以及蒸发器,其使冷凝后的所述制冷剂蒸发,由此能够达到上述的各作用及效果。
发明效果
如上所述,根据本发明涉及的涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置,能够兼顾与支承涡轮压缩机的转子轴的非接触轴承相邻设置的、触底用的辅助轴承的低成本化和长寿命化。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的涡轮制冷装置的整体图。
图2是图1所示的涡轮压缩机的放大纵剖视图。
图3是表示本发明的第二实施方式的涡轮压缩机的放大纵剖视图。
图4是表示本发明的第三实施方式的涡轮制冷装置的整体图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的多个实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1是表示本发明的第一实施方式的涡轮制冷装置的整体图。该涡轮制冷装置1构成为具备压缩制冷剂的涡轮压缩机2、冷凝器3、膨胀阀4、蒸发器5。涡轮压缩机2的制冷剂压缩部7与冷凝器3之间由排出管8连接,冷凝器3与蒸发器5之间由制冷剂管9连接,蒸发器5与涡轮压缩机2(制冷剂压缩部7)之间由吸入管10连接。膨胀阀4连接于制冷剂管9。
在该涡轮制冷装置1中,由涡轮压缩机2(制冷剂压缩部7)压缩后的制冷剂经由排出管8向冷凝器3输送,在冷凝器3与冷却水进行热交换,从而被冷凝热冷却而被冷凝。由冷凝器3加热后的冷却水被利用于制热空调等。
由冷凝器3冷凝后的制冷剂通过设置于制冷剂管9的膨胀阀4,由此绝热膨胀并向蒸发器5输送。在蒸发器5的内部,在膨胀阀4绝热膨胀后的低温的制冷剂与水进行热交换,在此冷却后的冷水作为制冷空调、工业用冷却水等而被利用。并且,通过与冷却水的热交换而气化后的制冷剂经由吸入管10再次被涡轮压缩机2(制冷剂压缩部7)吸入并被压缩,以下反复该循环。
也如图2所示的那样,涡轮压缩机2构成为具备:形成其外壳的壳体13;电动机14;转子轴15;构成制冷剂压缩部7的叶轮16;一对主轴承18a、18b;与这些主轴承18a、18b相邻设置的一对辅助轴承19a、19b;以及推力轴承20a、20b。壳体13的内部由隔壁13a划分为电动机室13A和压缩室13B,在电动机室13A收容有电动机14,在压缩室13B收容有制冷剂压缩部7(叶轮16)。
电动机14构成为具备固定于壳体13侧的定子14a和固定于转子轴15并在定子14a的内部旋转的转子14b。转子轴15的一端贯穿隔壁13a而突入到压缩室13B内,在此以一体旋转的方式设置有叶轮16,从而构成制冷剂压缩部7。
一对主轴承18a、18b中的一方(18a)轴支承电动机14与叶轮16之间,另一方(18b)轴支承转子轴15的另一端(与叶轮16侧相反的端部)。作为这些主轴承18a、18b,使用磁轴承、气体轴承(空气轴承)等公知的非接触轴承,由此来实现旋转阻力的降低和无润滑化。
与主轴承18a、18b相邻设置的一对辅助轴承19a、19b是滚动轴承,是在停电时等电源切断时的主轴承18a、18b的功能停止时,代替主轴承18a、18b来轴支承转子轴15的所谓的触底轴承。相对于主轴承18a、18b的轴承间隙而言,该辅助轴承19a、19b的轴承间隙设计得足够窄,例如为一半左右。因此,即使在主轴承18a,18b的功能停止而辅助轴承19a、19b支承转子轴15时,也残留有主轴承18a、18b的轴承间隙,从而避免主轴承18a、18b的破损。
推力轴承20a、20b夹着设置于转子轴15的另一端侧前端的圆板状的推力板15a而设置,且限制转子轴15的沿轴向的移动。与主轴承18a、18b同样地,该推力轴承20a、20b是非接触轴承。
如图1、图2所示的那样,涡轮压缩机2具备润滑制冷剂供给部25。该润滑制冷剂供给部25是在电源因停电等被切断而作为非接触轴承的主轴承18a、18b的功能停止时,将制冷剂作为润滑剂向如上所述代替主轴承18a、18b支承转子轴15的滚动轴承即辅助轴承19a、19b的内部供给的装置。润滑制冷剂供给部25具备:储存有液相状的制冷剂R的液态制冷剂储存部26;将该液态制冷剂储存部26与辅助轴承19a、19b之间连接的液态制冷剂供给通路27;以及连接于液态制冷剂供给通路27的电磁阀28。
在本实施方式中,利用冷凝器3的底部作为液态制冷剂储存部26。在冷凝器3的底部总是储存有压缩及冷凝后的液相状的制冷剂R,在比该液相状的制冷剂R的液面低的位置连接液态制冷剂供给通路27的一端。液态制冷剂供给通路27的另一端分支为两条分支通路27a、27b,一方的分支通路27a与一方的辅助轴承19a连接,另一方的分支通路27b与另一方的辅助轴承19b连接。电磁阀28连接于液态制冷剂供给通路27的分支前的区间。该电磁阀28是在通电的状态下关闭的形式的阀,即是常开形式的阀。
在如上那样构成的涡轮制冷装置1及涡轮压缩机2中,在电源因停电等而被切断后的情况下,作为非接触轴承的主轴承18a、18b的功能停止。因此,辅助轴承19a、19b代替主轴承18a、18b支承转子轴15。与此同时,在通电状态下关闭的电磁阀28由于电源被切断而打开。
在位于冷凝器3的底部的液态制冷剂储存部26储存的液相状的制冷剂R的压力比辅助轴承19a、19b的周边压力(壳体13的内部压力)高,因此,在电磁阀28打开的同时,在压力差的作用下,该制冷剂R经由液态制冷剂供给通路27(分支通路27a、27b)向辅助轴承19a、19b供给。因此,液相状的制冷剂R被作为润滑剂向辅助轴承19a、19b的内部供给,从而辅助轴承19a、19b被润滑、冷却。
如上所述,该涡轮压缩机2具备润滑制冷剂供给部25,该润滑制冷剂供给部25在作为非接触轴承的主轴承18a、18b的功能停止时,将液相状的制冷剂R作为润滑剂向代替主轴承18a、18b支承转子轴15的辅助轴承19a、19b的内部供给。由此,能够在电源切断时使辅助轴承19a、19b的润滑状态提高,能够不使用特殊高价的轴承而使用通常的轴承,能够兼顾辅助轴承19a、19b的低成本化和长寿命化。
作为电源切断时打开液态制冷剂供给通路27的电磁阀28,采用在通电状态下关闭的常开的电磁阀,从而能够不设置专用的控制部而在电源切断时使电磁阀28打开,向辅助轴承19a、19b供给制冷剂R。因此,能够实现作为轴承系统的低成本化。
作为润滑剂向辅助轴承19a、19b的内部供给的液相状的制冷剂R的供给源、即液态制冷剂储存部26成为冷凝器3的底部。在冷凝器3的底部储存有压缩及冷凝后的液相状的制冷剂R,该液相状的制冷剂R的压力比辅助轴承19a、19b的周边压力高,因此,在电磁阀28打开的同时,在压力差的作用下,制冷剂R被向辅助轴承19a、19b迅速地供给。因此,在电源切断时向辅助轴承19a、19b快速地供给制冷剂R进行润滑,从而能够实现辅助轴承19a、19b的长寿命化。
此外,作为滚动轴承的辅助轴承19a、19b的外圈、内圈、及滚动体中的至少任一方的材质,可以采用陶瓷材料。陶瓷材料的热膨胀量小,能够减小辅助轴承19a、19b的温度变化时的轴承间隙的变化量,因此,即使是像液相状的制冷剂R这样的低粘度的流体,也能够良好地润滑辅助轴承19a、19b。
另外,作为辅助轴承19a、19b的外圈、内圈、及滚动体中的至少任一方的材质,可以采用即使由低粘度流体润滑也能容易形成润滑膜的材质,或者在外圈、内圈、滚动体涂敷类金刚石碳等材质。由此,即使是像液相状的制冷剂R这样的低粘度的流体,也能够良好地润滑辅助轴承19a、19b。
[第二实施方式]
图3是表示本发明的第二实施方式的涡轮压缩机2A的放大纵剖视图。该涡轮压缩机2A与第一实施方式的涡轮压缩机2的不同点在于,在其壳体13的轴向中间部分形成有沿周向的液态制冷剂套31。该液态制冷剂套31本来是用于冷却电动机14(定子14a)的装置,此处循环有被压缩及冷凝而被冷却后的低温的液相状的制冷剂R。除此之外的结构与第一实施方式的涡轮压缩机2相同,因此对各部分标注同一附图标记且省略说明。
在该涡轮压缩机2A中,在电源因停电等被切断而作为非接触轴承的主轴承18a、18b的功能停止的情况下,辅助轴承19a、19b也代替主轴承18a、18b支承转子轴15。并且,设置有将制冷剂作为润滑剂向该辅助轴承19a、19b的内部供给的润滑制冷剂供给部32。在该润滑制冷剂供给部32,利用液态制冷剂套31作为储存液相状的制冷剂R的液态制冷剂储存部33。
并且,该润滑制冷剂供给部32具备:将液态制冷剂套31与辅助轴承19a、19b之间连接的一对液态制冷剂供给通路34a、34b;以及分别连接于该液态制冷剂供给通路34a、34b的电磁阀35a、35b。电磁阀35a、35b与第一实施方式中的电磁阀28同样地,是在通电状态下关闭的常开形式。
在如上那样构成的涡轮压缩机2A中,在电源因停电等而被切断的情况下,作为非接触轴承的主轴承18a、18b的功能停止,辅助轴承19a、19b代替主轴承18a、18b支承转子轴15。与此同时,通电状态下关闭的电磁阀35a、35b由于电源被切断而被打开。因此,储存于液态制冷剂套31的液相状的制冷剂R在压力差或重力的作用下经由液态制冷剂供给通路34a、34b而向辅助轴承19a、19b供给。因此,液相状的制冷剂R被作为润滑剂向辅助轴承19a、19b的内部供给,从而辅助轴承19a、19b被润滑、冷却。
在该涡轮压缩机2A中,利用液态制冷剂套31作为润滑制冷剂供给部32的液态制冷剂储存部33,该液态制冷剂套31位于辅助轴承19a、19b的附近,并且在其内部循环有被压缩及冷凝后的液相状的制冷剂R。因此,能够在电源切断时电磁阀35a、35b被打开的同时,向辅助轴承19a、19b容易地供给液态制冷剂套31的制冷剂R。根据本结构,不需要通过制冷剂供给通路将涡轮压缩机2A与周边的设备类之间连接,因此能够简化轴承系统。
[第三实施方式]
图4是表示本发明的第三实施方式的涡轮制冷装置的整体图。在该涡轮制冷装置1A中,涡轮压缩机2自身的结构与第一实施方式(参照图1、图2)所示的结构相同,因此对各部分标注同一附图标记且省略说明。
在该涡轮制冷装置1A中也具备润滑制冷剂供给部40,该润滑制冷剂供给部40将制冷剂R作为润滑剂向在电源切断时代替主轴承18a、18b而支承转子轴15的辅助轴承19a、19b的内部供给。该润滑制冷剂供给部40具备:储存有液相状的制冷剂R的液态制冷剂储存部41;将该液态制冷剂储存部41与辅助轴承19a、19b之间连接的液态制冷剂供给通路27;以及连接于液态制冷剂供给通路27的电磁阀28。液态制冷剂供给通路27与第一实施方式的装置同样地,分支为分支通路27a、27b并与辅助轴承19a、19b相连,然而在液态制冷剂供给通路27的上游侧端部不是冷凝器3而与液态制冷剂储存部41连接这点上与第一实施方式的装置不同。与第一实施方式的装置同样地,电磁阀28是通电状态下关闭的常开形式。
作为液态制冷剂储存部41使用有压力赋予容器43,该压力赋予容器43一边对液相状的制冷剂R赋予比辅助轴承19a、19b的周边压力高的压力,一边储存液相状的制冷剂R。该压力赋予容器43具备:例如圆筒状的容器主体44;在容器主体44中沿轴向滑动自如地设置的活塞45;以及对该活塞45向容器主体44的与液态制冷剂供给通路27连接的端面(在此为下侧的端面)施力的弹簧46。储存于压力赋予容器43(容器主体44)的内部的液相状的制冷剂R经由活塞45被弹簧46按压,从而被赋予比辅助轴承19a、19b的周边压力(壳体13的内部压力)高的压力。
在如上构成的涡轮制冷装置1A及涡轮压缩机2中,在电源因停电等而被切断的情况下,作为非接触轴承的主轴承18a、18b的功能停止,辅助轴承19a、19b代替主轴承18a、18b支承转子轴15。与此同时,在通电状态下关闭的电磁阀28由于电源被切断而被打开。
因此,通过储存于构成液态制冷剂储存部41的压力赋予容器43的内部的弹簧46的作用力而被赋予比辅助轴承19a、19b的周边压力高的压力的液相状的制冷剂R在电磁阀28的开阀的同时,在压力差的作用下经由液态制冷剂供给通路27(分支通路27a、27b)而向辅助轴承19a、19b供给。因此,液相状的制冷剂R被作为润滑剂向辅助轴承19a、19b的内部供给,从而辅助轴承19a、19b被润滑、冷却。
根据本结构,不需要设置将由涡轮压缩机2压缩后的制冷剂抽出的系统,因此能够简化轴承系统。另外,无论涡轮制冷装置1A的运转状态如何,都能够将润滑用制冷剂的供给压力保持在需要规定值以上,能够可靠地供给润滑用制冷剂。需要说明的是,压力赋予容器43的构造不必是上述的结构,例如也可以为,代替弹簧46的作用力而对活塞45施加重物的重量。或者,也可以变更为所谓的储液器构造,即,利用橡胶膜在轴向上将压力赋予容器43的内部分割为两部分,在闭塞的一方的空间封入氮气等,在连接有制冷剂供给通路27的另一方的空间储存制冷剂R。
如上所说明的那样,根据上述的各实施方式所涉及的涡轮压缩机2、2A及具备该涡轮压缩机2、2A的涡轮制冷装置1、1A,在支承涡轮压缩机2、2A的转子轴15的非接触轴承即主轴承18a、18b的功能停止时,能够将液态制冷剂作为润滑剂向与该主轴承18a、18b相邻设置的触底用的辅助轴承19a、19b供给,能够实现辅助轴承19a、19b的低成本化及长寿命化。
需要说明的是,本发明并不仅仅限定为上述的各实施方式的结构,能够施加适当变更、改良,这样施加了变更、改良的实施方式也包含于本发明的权利范围。例如上述实施方式所记载的涡轮制冷装置1、1A的整体结构、用途、或者涡轮压缩机2、2A的结构等只不过是一例,也能够对各部分施加变更。
附图标记说明
1、1A 涡轮制冷装置
2、2A 涡轮压缩机
3 冷凝器
4 蒸发器
7 制冷剂压缩部
13 壳体
14 电动机
15 转子轴
16 叶轮
18a、18b 主轴承(非接触轴承)
19a、19b 辅助轴承
25、32、40 润滑制冷剂供给部
26、33、41 液态制冷剂储存部
27、34a、34b 液态制冷剂供给通路
28、35a、35b 电磁阀
31 液态制冷剂套
43 压力赋予容器
R 制冷剂
Claims (9)
1.一种涡轮压缩机,其中,
所述涡轮压缩机具备:
转子轴;
电动机,其同轴地设置于所述转子轴的中间部,用于驱动所述转子轴旋转;
叶轮,其固定于所述转子轴的一端,构成将制冷剂压缩的制冷剂压缩部;
非接触轴承,其对所述电动机与所述叶轮之间以及所述转子轴的另一端进行轴支承;
辅助轴承,其与所述非接触轴承相邻,在该非接触轴承的功能停止时,代替该非接触轴承来对所述转子轴进行轴支承;以及
润滑制冷剂供给部,其在所述非接触轴承的功能停止时,将所述制冷剂作为润滑剂向所述辅助轴承的内部供给。
2.根据权利要求1所述的涡轮压缩机,其中,
所述润滑制冷剂供给部构成为具备:
液态制冷剂储存部,其储存有液相状的所述制冷剂;
液态制冷剂供给通路,其将所述辅助轴承与所述液态制冷剂储存部之间连接;以及
电磁阀,其与所述液态制冷剂供给通路连接,在通电的状态下关闭。
3.根据权利要求2所述的涡轮压缩机,其中,
所述液态制冷剂储存部是将由所述制冷剂压缩部压缩后的所述制冷剂冷凝的冷凝器的底部。
4.根据权利要求2所述的涡轮压缩机,其中,
所述液态制冷剂储存部为设置于收容所述电动机的壳体的、所述电动机冷却用的液态制冷剂套。
5.根据权利要求2所述的涡轮压缩机,其中,
所述液态制冷剂储存部为一边对液相状的所述制冷剂赋予比所述辅助轴承的周边压力高的压力,一边储存液相状的所述制冷剂的压力赋予容器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的涡轮压缩机,其中,
所述辅助轴承为滚动轴承,采用陶瓷材料作为该辅助轴承的外圈、内圈及滚动体中的至少任一方的材质。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的涡轮压缩机,其中,
所述辅助轴承为滚动轴承,在该辅助轴承的外圈、内圈及滚动体中的至少任一方涂敷了即使由低粘度流体进行润滑也能形成润滑膜的材质。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的涡轮压缩机,其中,
所述辅助轴承为滚动轴承,在该辅助轴承的外圈、内圈及滚动体中的至少任一方涂敷了类金刚石碳。
9.一种涡轮制冷装置,其中,
所述涡轮制冷装置具备:
权利要求1至8中任一项所述的涡轮压缩机;
冷凝器,其使由所述涡轮压缩机压缩后的所述制冷剂冷凝;以及
蒸发器,其使冷凝后的所述制冷剂蒸发。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016-086202 | 2016-04-22 | ||
JP2016086202A JP6672056B2 (ja) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | ターボ圧縮機、これを備えたターボ冷凍装置 |
PCT/JP2017/015636 WO2017183644A1 (ja) | 2016-04-22 | 2017-04-18 | ターボ圧縮機、これを備えたターボ冷凍装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109416049A true CN109416049A (zh) | 2019-03-01 |
Family
ID=60116801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780038888.XA Pending CN109416049A (zh) | 2016-04-22 | 2017-04-18 | 涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190211834A1 (zh) |
JP (1) | JP6672056B2 (zh) |
CN (1) | CN109416049A (zh) |
WO (1) | WO2017183644A1 (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111828336A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-10-27 | 孟想 | 一种超静音零泄漏核主泵/风机压缩机一体化设计方案 |
EP3742069A1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-25 | Carrier Corporation | Refrigeration apparatus and use thereof |
CN116294299A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-06-23 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种制冷剂液体润滑压缩机轴承的空调器 |
EP4339470A3 (en) * | 2019-06-26 | 2024-05-15 | Trane International Inc. | Bearing for supporting a rotating compressor shaft |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017143257A1 (en) | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Johnson Controls Technology Company | Vapor compression system and method of extending service life of same |
US10876539B2 (en) * | 2016-09-07 | 2020-12-29 | Hamilton Sunstrand Corporation | Ventilation fan having a hybrid bearing system |
WO2018207767A1 (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-15 | ダイキン工業株式会社 | ターボ圧縮機 |
WO2019171740A1 (ja) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | パナソニック株式会社 | 速度型圧縮機及び冷凍サイクル装置 |
JP7187292B2 (ja) * | 2018-03-05 | 2022-12-12 | パナソニックホールディングス株式会社 | 速度型圧縮機及び冷凍サイクル装置 |
JP2020128745A (ja) * | 2019-02-01 | 2020-08-27 | ホワイト ナイト フルイド ハンドリング インコーポレーテッドWhite Knight Fluid Handling Inc. | ロータを支承し、当該ロータを磁気的に軸線方向に位置決めするための磁石を有するポンプ、及びこれに関連する方法 |
EP3973190B1 (en) * | 2019-05-20 | 2024-09-25 | Carrier Corporation | Direct drive refrigerant screw compressor with refrigerant lubricated bearings |
EP3742080B1 (en) * | 2019-05-21 | 2021-11-03 | Carrier Corporation | Refrigeration apparatus |
EP4038284A4 (en) * | 2019-09-30 | 2022-11-23 | Trane International Inc. | COOLING OF A GAS BEARING OF A COMPRESSOR SHAFT |
JP2021055613A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | ダイキン工業株式会社 | ターボ圧縮機 |
GB2588146A (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-21 | Edwards Ltd | Vacuum pump |
JP6927343B1 (ja) * | 2020-02-17 | 2021-08-25 | ダイキン工業株式会社 | 圧縮機 |
DE102020203204A1 (de) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Lageranordnung für eine Welle eines Turbokompressors |
US11846296B2 (en) * | 2020-03-13 | 2023-12-19 | Carrier Corporation | Flushing of a touchdown bearing |
JP2021161923A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | ダイキン工業株式会社 | 圧縮機 |
CN114198922B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-08-15 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 压缩机的供液系统 |
CN114483605B (zh) * | 2022-03-01 | 2023-11-21 | 江苏海拓宾未来工业科技集团有限公司 | 一种两级叶轮高速空气悬浮离心鼓风机涡轮装置 |
US20240077239A1 (en) * | 2022-09-01 | 2024-03-07 | Trane International Inc. | Refrigerant circuit compressor gas bearing feed |
JP2024057758A (ja) * | 2022-10-13 | 2024-04-25 | 三菱重工業株式会社 | 冷熱発電装置、及び冷熱発電システム |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1181490A (zh) * | 1996-10-25 | 1998-05-13 | 三菱重工业株式会社 | 冷冻机中使用的压缩机 |
CN1322289A (zh) * | 1998-10-09 | 2001-11-14 | 美国标准公司 | 无油液体制冷机 |
CN101326413A (zh) * | 2005-12-06 | 2008-12-17 | 开利公司 | 用于磁力轴承压缩机的急停轴承的润滑系统 |
CN102016322A (zh) * | 2008-04-29 | 2011-04-13 | 西门子公司 | 流体机械 |
CN202711089U (zh) * | 2012-06-28 | 2013-01-30 | 河南中烟工业有限责任公司 | 混丝加香机加香管路稳压装置 |
CN205025807U (zh) * | 2015-10-14 | 2016-02-10 | 重庆美的通用制冷设备有限公司 | 离心式压缩机用轴承组件 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0319498U (zh) * | 1989-07-07 | 1991-02-26 | ||
JP2001123997A (ja) * | 1999-10-21 | 2001-05-08 | Hitachi Ltd | 磁気軸受搭載遠心圧縮機 |
JP3866925B2 (ja) * | 2000-02-18 | 2007-01-10 | 株式会社日立産機システム | スクロール圧縮機 |
US20060064197A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-03-23 | Denso Corporation | Method and apparatus for designing rolling bearing to address brittle flaking |
EP2457076A1 (en) * | 2009-07-22 | 2012-05-30 | Johnson Controls Technology Company | Apparatus and method for determining clearance of mechanical back-up bearings of turbomachinery utilizing electromagnetic bearings |
WO2011044430A2 (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-14 | Dresser-Rand Company | Auxiliary bearing system with oil reservoir for magnetically supported rotor system |
EP2677177B1 (en) * | 2012-06-22 | 2020-10-14 | Skf Magnetic Mechatronics | Electric centrifugal compressor for vehicles |
JP2014119083A (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Daikin Ind Ltd | 磁気軸受装置および圧縮機 |
DE102014212749A1 (de) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Magna Powertrain Bad Homburg GmbH | Verfahren zum Betreiben einer Kraft-Wärme-Vorrichtung, Kraft Wärme-Vorrichtung und Verwendung eines Schmiermittels |
JP6487163B2 (ja) * | 2014-07-31 | 2019-03-20 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | ターボ冷凍機 |
-
2016
- 2016-04-22 JP JP2016086202A patent/JP6672056B2/ja active Active
-
2017
- 2017-04-18 WO PCT/JP2017/015636 patent/WO2017183644A1/ja active Application Filing
- 2017-04-18 CN CN201780038888.XA patent/CN109416049A/zh active Pending
- 2017-04-18 US US16/095,112 patent/US20190211834A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1181490A (zh) * | 1996-10-25 | 1998-05-13 | 三菱重工业株式会社 | 冷冻机中使用的压缩机 |
CN1322289A (zh) * | 1998-10-09 | 2001-11-14 | 美国标准公司 | 无油液体制冷机 |
CN101326413A (zh) * | 2005-12-06 | 2008-12-17 | 开利公司 | 用于磁力轴承压缩机的急停轴承的润滑系统 |
CN102016322A (zh) * | 2008-04-29 | 2011-04-13 | 西门子公司 | 流体机械 |
CN202711089U (zh) * | 2012-06-28 | 2013-01-30 | 河南中烟工业有限责任公司 | 混丝加香机加香管路稳压装置 |
CN205025807U (zh) * | 2015-10-14 | 2016-02-10 | 重庆美的通用制冷设备有限公司 | 离心式压缩机用轴承组件 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111828336A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-10-27 | 孟想 | 一种超静音零泄漏核主泵/风机压缩机一体化设计方案 |
EP3742069A1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-25 | Carrier Corporation | Refrigeration apparatus and use thereof |
EP4339470A3 (en) * | 2019-06-26 | 2024-05-15 | Trane International Inc. | Bearing for supporting a rotating compressor shaft |
CN116294299A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-06-23 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种制冷剂液体润滑压缩机轴承的空调器 |
CN116294299B (zh) * | 2023-01-04 | 2024-09-03 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种制冷剂液体润滑压缩机轴承的空调器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017194042A (ja) | 2017-10-26 |
WO2017183644A1 (ja) | 2017-10-26 |
US20190211834A1 (en) | 2019-07-11 |
JP6672056B2 (ja) | 2020-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109416049A (zh) | 涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置 | |
ES2855398T3 (es) | Sistema de lubricación para cojinetes de contacto de un compresor de cojinetes magnéticos | |
TWI577949B (zh) | 潤滑及冷卻系統 | |
EP1119731B1 (en) | Oil-free liquid chiller | |
ES2646516T3 (es) | Compresores centrífugos de vapor de refrigerante | |
CN106015032A (zh) | 离心压缩机 | |
KR100268111B1 (ko) | 냉동기용압축기 | |
JP2020204459A (ja) | 熱搬送システム | |
US9239054B2 (en) | Scroll compressor with oil-cooled motor | |
CN105422479B (zh) | 离心压缩机和具有其的制冷系统 | |
CN106321499A (zh) | 涡轮机和制冷循环装置 | |
CN106091188A (zh) | 制冷机组 | |
CN101680300A (zh) | 冷冻循环装置及使用于其的流体机械 | |
JP6605140B2 (ja) | ロータリ圧縮機および冷凍サイクル装置 | |
KR102377227B1 (ko) | 백투백 베어링 밀봉 시스템 | |
JP2011012633A (ja) | スクロール圧縮機 | |
CN105829716B (zh) | 提高压缩机轴承可靠性的方法 | |
CN108072198A (zh) | 压缩机组件及其控制方法和制冷/制热系统 | |
CN110476025A (zh) | 制冷机 | |
EP3084216B1 (en) | Refrigerant compressor lubricant viscosity enhancement | |
JPH10148408A (ja) | 冷凍装置 | |
JP2018169059A5 (zh) | ||
CN205503462U (zh) | 旋转式压缩机 | |
CN110520623A (zh) | 涡旋压缩机及其控制方法以及空调装置 | |
JP4792142B2 (ja) | 流体機械 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190301 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |