CN110578751B - 多孔气体轴承 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种多孔气体轴承。所述多孔气体轴承包括具有流体入口和孔的壳体。多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔。所述多孔表面层包括沿所述孔的纵向布置的多个区段。所述多孔表面层与所述流体入口流体连通。阻尼系统包括多个阻尼器。所述多个阻尼器围绕所述孔周向设置。所述多个阻尼器布置在所述多孔表面层的多个区段的第一区段和所述多孔表面层的多个区段的第二区段之间。

Description

多孔气体轴承
技术领域
本公开一般涉及用于暖通空调与制冷(HVACR)系统的轴承。更具体地，本公开涉及用于HVACR系统中的压缩机的多孔气体轴承。
背景技术
暖通空调与制冷(Heating,Ventilation,Air conditioning,andRefrigeration，
HVACR)系统通常包括压缩机。压缩机，例如但不限于离心压缩机、螺杆压缩机和涡旋压缩机，利用轴承来支撑旋转轴。考虑到各种类型的轴承，包括需要润滑剂系统的流体动力油轴承和滚珠轴承。在某些情况下，优选无油运行的。这种系统通常使用磁轴承。磁轴承不使用润滑剂，但价格昂贵且需要控制系统。
HVACR系统可用于建筑物或可用于运输应用(例如，卡车、汽车、公共汽车、火车等)。
发明内容
本说明书一般涉及用于暖通空调与制冷(HVACR)系统的轴承。更具体地，
本说明书涉及用于HVACR系统中的压缩机的多孔气体轴承。
在一个实施例中，公开了一种多孔气体轴承。多孔气体轴承例如可用于支撑轴，例如但不限于HVACR系统中的压缩机的压缩机轴。在一个实施例中，压缩机可以是离心式压缩机。在一个实施例中，离心压缩机是无油离心压缩机。
所述多孔气体轴承可包括阻尼特征。在一个实施例中，所述多孔气体轴承可包括多个阻尼特征。所述阻尼特征可以例如减小压缩机中轴的径向位移。
本申请公开了一种多孔气体轴承。所述多孔气体轴承包括具有流体入口和孔的壳体。多孔表面层向设置在的壳体内，并沿圆周方围绕所述孔。所述多孔表面层包括沿所述孔的纵向布置的多个区段。所述多孔表面层与所述流体入口流体连通。阻尼系统包括多个阻尼器。所述多个阻尼器围绕所述孔周向设置。所述多个阻尼器布置在所述多孔表面层的多个区段的第一区段和所述多孔表面层的多个区段的第二区段之间。
本申请公开了一种制冷剂回路。所述制冷剂回路包括流体连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器。所述压缩机包括轴。所述轴由多孔气体轴承支撑。所述多孔气体轴承包括具有流体入口和孔的壳体。多孔表面层设置在壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔。所述多孔表面层包括沿所述孔的纵向布置的多个区段。所述多孔表面层与所述流体入口流体连通。阻尼系统包括多个阻尼器。所述多个阻尼器围绕所述孔周向设置。所述多个阻尼器布置在所述多孔表面层的多个区段的第一区段和所述多孔表面层的多个区段的第二区段之间。
本申请公开了一种离心式压缩机。所述离心式压缩机包括旋转的轴和多孔气体轴承。所述多孔气体轴承包括具有流体入口和孔的壳体。多孔表面层设置在壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔。所述多孔表面层包括沿所述孔的纵向布置的多个区段。所述多孔表面层与所述流体入口流体连通。阻尼系统包括多个阻尼器。所述多个阻尼器围绕壳体的孔周向设置。所述多个阻尼器布置在所述多孔表面层的多个区段的第一区段和所述多孔表面层的多个区段的第二区段之间。
本申请公开了一种多孔气体轴承。所述多孔气体轴承包括具有流体入口和孔的壳体。多孔表面层设置在壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔。所述多孔表面层与所述流体入口流体连通。阻尼系统包括偏置构件。所述偏置构件设置在通道中，所述通道沿所述孔的纵向方向延伸并围绕孔周向延伸。所述偏置构件从所述多孔表面层径向向外布置。
本文公开了一种制冷剂回路。所述制冷剂回路包括流体连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器。所述压缩机包括轴。所述轴由多孔气体轴承支撑。所述多孔气体轴承包括具有流体入口和孔的壳体。所述多孔表面层设置在壳体内，沿圆周方向围绕孔。所述多孔表面层与所述流体入口流体连通。阻尼系统包括偏置构件。所述偏置构件设置在通道中，所述通道沿所述孔的纵向方向延伸并围绕孔周向延伸。所述偏置构件从所述多孔表面层径向向外布置。
本申请公开了一种离心式压缩机。所述离心式压缩机包括旋转的轴和多孔气体轴承。所述多孔气体轴承包括具有流体入口和孔的壳体。多孔表面层设置在壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔。多孔表面层设置在壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔。所述多孔表面层与所述流体入口流体连通。阻尼系统包括偏置构件。所述偏置构件设置在通道中，所述通道沿所述孔的纵向方向延伸并围绕孔周向延伸。所述偏置构件从多孔表面层径向向外布置。
附图说明
参考形成本公开的一部分的附图，附图示出了可以实践本说明书中描述的系统和方法的实施例。
图1是根据一个实施例的制冷回路的示意图。
图2A-2C是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承的示意图。
图3A和3B是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承的示意图。
图4A和4B是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承的示意图。
图5A-5D是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承的示意图。
图6A和6B是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承的示意图。
图7是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承的示意图。
图8A和8B是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承的示意图。
图9A和9B是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承的示意图。
相同的参考数字始终表示相同的部分。
具体实施方式
本公开一般涉及用于暖通空调与制冷(HVACR)系统的轴承。更具体地，本公开涉及用于HVACR系统中的压缩机的多孔气体轴承。
如本说明书中所使用的多孔气体轴承通常包括在轴承表面上的多孔材料层，其包括在多孔表面上的均匀分布的流体流。在一个实施例中，流体流可以是气体。在一个实施例中，流体流可以是气体和液体的混合物。
在一个实施例中，多孔气体轴承可用于代替流体动力油轴承、滚珠轴承、磁轴承，等等。特别地，多孔气体轴承可以用在提供无润滑剂系统的HVACR系统的压缩机(例如，离心压缩机等)中。通常，由于工作流体的粘度相对较低，多孔气体轴承可提供有限的阻尼量。在本说明书中公开的实施例中，公开了可以解决多孔气体轴承受限阻尼的各种阻尼系统。另外，在本说明书中公开的实施例可以包括利用制冷剂作为工作流体的多孔气体轴承，其可以增加工作流体的粘度，并且例如可以提供有利的传热性能以减少由于多孔气体轴承支撑的轴的热膨胀而导致轴承咬死的可能性。
图1是根据一个实施例的制冷剂回路10的示意图。制冷剂回路10通常包括压缩机12、冷凝器14、膨胀装置16和蒸发器18。
制冷剂回路10是一个示例，并且可以被修改为包括附加的部件。例如，在一个实施例中，制冷剂回路10可包括其他部件，例如但不限于省煤器热交换器、一个或多个流量控制装置、接收罐、干燥器、吸液式热交换器，等等。
制冷剂回路10通常可以应用于控制空间(通常称为调节空间)中的环境条件(例如，温度、湿度、空气质量等)的各种系统中。这种系统的示例包括但不限于
HVACR系统、运输制冷系统，等等。
压缩机12、冷凝器14、膨胀装置16和蒸发器18通过制冷剂管线20、22、24流体连接。在一个实施例中，制冷剂管线20、22和24可替代地称为制冷剂管道20、22和24等。
在一个实施例中，制冷剂回路10可以配置为能够以冷却模式运行的冷却系统(例如，空调系统)。在一个实施例中，制冷剂回路10可以配置为可以既以冷却模式又以加热/除霜模式下运行的热泵系统。
制冷剂回路10可以根据通常已知的原理运行。制冷剂回路10可配置成加热或冷却气态工艺流体(例如，传热介质或流体，例如但不限于空气等)，在这种情况下，制冷剂回路10通常可代表空调或热泵。
在操作中，压缩机12将工作流体(例如，诸如制冷剂等的传热流体)从相对较低压强的气体压缩到相对较高压强的气体。在一个实施例中，压缩机12可以是离心式压缩机。在一个实施例中，离心式压缩机可以基于例如压缩机的尺寸和类型在不同的速度范围下运行。例如，在一个实施例中，离心式压缩机可以在10,000转每分钟或大约10,000转每分钟(RPM)至150,000转每分钟或大约150,000转每分钟(RPM)下运行。在一个实施例中，压缩机12可以是螺杆式压缩机、涡旋式压缩机等。
相对较高压强的气体也处于相对较高的温度，该气体从压缩机12排出并流过制冷管线20到达冷凝器14。工作流体流过冷凝器10并将热量排放到工艺流体(例如，水、空气等)，从而冷却工作流体。现在为液体形式的冷却后的工作流体经由制冷管线22流到膨胀装置16。膨胀装置16降低工作流体的压强。结果，一部分工作流体转变成气态。现在处于液体和气体混合形式的工作流体经由制冷管线22的其余部分流到蒸发器18。工作流体流过蒸发器18并从工艺流体(例如，水、空气等)吸收热量，加热工作流体，并将其转换成气态形式。然后，气态工作流体经由制冷管线24返回压缩机12。当制冷剂回路例如以冷却模式运行时(例如，启用压缩机12时)，上述过程继续进行。
在所示实施例中，第一流体管线26可以连接在可以从压缩机12抽出流体并且将流体提供给压缩机12中的多孔气体轴承的位置处。在一个实施例中，流体管线26连接在可以在提供给多孔气体轴承的流体是气态或基本上气态的位置处。根据下面的图2A-9B更详细地讨论多孔气体轴承的实施例。第二流体管线28可以连接在可以从制冷管线22抽出流体并将流体提供给多孔气体轴承的位置。在一个实施例中，流体管线28可以连接在提供给多孔气体轴承的流体处于混合状态的位置处，该混合状态包括至少一部分是液态和至少一部分是气态。应当理解，第一流体管线26可以包括在制冷剂回路10中，或者第二流体管线28可以包括在制冷剂回路10中，或者第一流体管线26和第二流体管线28都可以包括在制冷电路10中。
图2A-2C是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承30的示意图。图2A是根据一个实施例的多孔气体轴承30的轴向横截面。图2B是根据一个实施例的多孔气体轴承30如果展开的内表面的视图。图2C是根据一个实施例包括对阻尼系统的修改的多孔气体轴承30的轴向横截面。
图2A-2C中的多孔气体轴承30可用于HVACR系统的制冷剂回路(例如，图1中的制冷剂回路10)的压缩机(例如，图1中的压缩机12)中。
具有阻尼系统的多孔气体轴承30包括壳体34、多孔表面层36和形成在壳体34内的阻尼器38。
多孔表面层36从壳体34的第一端延伸到壳体34的第二端。在所示实施例中，多孔表面层36包括多个区段36A-36C。每个区段36A-36C与另一个区段36A-36C间隔开。各个区段36A和36B的相对端部彼此纵向间隔开。各个区段36B和36C的相对端部彼此纵向间隔开。这些区段由圆周凹槽50分开，阻尼器38形成在圆周凹槽50中。(见图2B)。应当理解，区段36A-36C的数量和尺寸可以变化。可以选择区段36A-36C的数量和尺寸以为多孔气体轴承30提供可选的阻尼量和可选的刚度。在一个实施例中，多孔表面层36可以由多孔碳石墨材料制成。在一个实施例中，多孔表面层36可以是任何合适的多孔材料，以实现本说明书中描述的功能。在一个实施例中，材料的孔隙率可以基于应用和运行条件而变化。在一个实施方案中，多孔表面层36可具有10％或约10％至30％或约30％的孔隙率。
多孔表面层36与流体入口40流体连通。应当理解，流体入口40的数目可以基于多孔表面层36的区段36A-36C的数目。也就是说，在所示实施例中，存在三个流体入口40A、40B和40C，其对应于多孔表面层36A、36B、36C。在一个实施例中，可以存在单个流体入口40，其被分流开以提供给多孔表面层36。根据下面的图7示出和描述了这样的实施例。
轴42可以设置在壳体34的孔44内。轴42包括沿轴42的长度延伸的纵向轴线L-L。在一个实施例中，轴42和多孔表面层36之间的间隙可以是2微米或约为2微米至100微米或约为100微米。较大的间隙意味着较低的刚度和通过多孔气体轴承30的较大泄漏。间隙的选择可以例如取决于转子轴承系统所需的刚度。径向R在图中示出。在运行中，轴42绕纵向轴线L-L旋转。轴42在径向方向R上受到偏转。为了减小径向方向R上的移动量，阻尼系统的阻尼器38可以接收来自轴42位移的流体F。
阻尼器38包括阻尼器入口46和阻尼器室48。阻尼器38在图2A中示出为正在被流体隔开。应当理解，阻尼器38可以流体连接。阻尼器入口46和阻尼器室48将尺寸设计成(例如，选定的体积等)提供选定的阻尼量。
在一个实施例中，阻尼器38可以沿着轴42的纵向轴线L-L在不同位置处不同地构造。在一个实施例中，这可以例如在轴42的特定位置处提供选择性阻尼，在该位置可以比轴42的其他位置经受更多的径向移动。
在一个实施例中，阻尼器38可以通过孔44加工到壳体34中。在一个实施例中，通过从径向外部方向朝向孔44加工壳体34来制造阻尼器38可能相对简单。在这样的实施例中，壳体34可以被机械地盖住以防止流体从阻尼器38逸出。例如，参考图2C，螺栓59可以插入阻尼室48中。在这样的实施例中，阻尼器室48的容积可以基于螺栓59插入阻尼器室48的距离来确定。
参考图2B，阻尼器38可以设置在圆周凹槽50中，圆周凹槽50位于多孔表面层36的区段36A-36C之间。
在运行中，从流体源52提供流体流F。流体源52可包括例如从制冷剂回路(例如，图1中的制冷剂回路10)转移的流体。在一个实施例中，流体源52可以是与制冷剂回路10流体分离的源。
在一个实施例中，流体可以从一位置转移，通过该位置将两相混合物(例如，气体和液体)提供到流体入口40。在这样的实施方式中，两相混合物可以减少由多孔气体轴承30产生的热量。在一个实施例中，减少热量例如可以降低由轴42的热生长引起的轴承咬死的可能性。在一个实施方案中，两相混合物还可以增加多孔气体轴承30的工作流体的粘度，从而增加多孔气体轴承30的负载能力。
在一个实施例中，对流体流F的考虑是为了提供合适的压强以在轴42和多孔表面层36之间形成流体层54。应当理解，流体流F的压强相对流体流的流速更重要。在一个实施例中，流体流F的压强可以基于压缩机(例如，图1中的压缩机12)的排出压强。可以基于压缩机12的转子和叶轮组件的尺寸(例如，重量)来选择特定压强。可以基于转子和叶轮组件何时从多孔气体轴承30升起(例如，间隔开)来确定最小压强。应当理解，流体流F的压强可取决于制冷剂类型和压缩机运行范围。典型的制冷剂的压强范围的实例可包括但不限于：对于R-134a，在2巴或约2巴至24巴或约24巴；对于R-410A，在4巴或约4巴至55巴或约55巴；对于R-1234ze，在1巴或约1巴至20巴或约20巴；对于R-513A，在2巴或约2巴至24巴或约24巴；对于R-1233zd，在0.5巴或约0.5巴至3.5巴或约3.5巴。
再次参见图2C，阻尼器室48也可设有孔56。孔56可包括孔口58，孔口58的尺寸选择成使得流体F能够从阻尼器室48中逸出。这可以例如防止阻尼器室48的过压。应当理解，孔56和孔口58是可选的，并且可以不包括在壳体34中。如果包括，孔口58将流体连接到流体源52，使得离开孔口的流体返回到流体源52。
图3A和3B示出了根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承60。图3A是多孔气体轴承60沿轴42的纵向轴线L-L的轴向横截面。图3B是多孔气体轴承60的径向横截面。除非特指，否则将概述图3A和3B。
多孔气体轴承60的特征可以与多孔气体轴承30(图2A，2B)的特征相同或类似。这些特征用相同的附图标记，并且通常不另外详细描述。
在所示实施例中，阻尼系统包括设置在通道62中的偏置构件64。在一个实施例中，偏置构件64可以是弹簧64。在一个实施例中，弹簧64可包括波形弹簧64。在一个实施例中，弹簧64可以在张力下安装在多孔气体轴承60中。可以选择弹簧64的预加载张力以控制当使用多孔气体轴承60时由弹簧64提供的阻尼量。
具有阻尼系统的多孔气体轴承60包括壳体34。在所示实施例中，壳体34可包括第一区段34A和第二区段34B。第一区段34A可以设置在第二区段34B的径向外侧(相对于轴42)。阻尼系统(例如，偏置构件64)设置在壳体34的第一区段34A和第二区段34B之间。
如图3B所示，在一个实施例中，壳体34的第一区段34A可包括保持器66。在一个实施例中，保持器66可以是凹口66。偏置构件64的端部可插入保持器66中。偏置构件64在保持器66中的布置可以例如防止偏置构件64围绕纵向轴线L-L移动(例如，旋转等)。应当理解，保持器66可以是可选的。在一个实施例中，如果不存在保持器66，则弹簧可在壳体34内移动。然而，因为偏置构件64可以预加载，所以壳体34内的移动可以最小化。
在运行中，轴42绕纵向轴线L-L旋转。轴42在径向方向R上受到偏转。为了减小径向方向R上的移动量，阻尼系统的偏置构件64可以吸收来自轴42在径向方向R上的位移的力(例如，被压缩)。
多个O形环68设置在壳体34的端部，以流体密封通道62。在一个实施例中，如果偏置构件64被压缩，则O形环68可以提供阻尼。在一个实施例中，O形环68还可以解释设置在轴42的不同位置处的轴承之间的轻微错位。
根据一个实施例，多孔气体轴承60的阻尼系统和多孔气体轴承30的阻尼系统可以在单个实施例中组合以包括阻尼器38和偏置构件64。
图4A和4B示出了根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承80。图4A是多孔气体轴承80沿轴42的纵向轴线L-L的轴向横截面。图4B是多孔气体轴承80的径向横截面。除非特指，否则将概述图4A和4B。
多孔气体轴承80的特征可以与多孔气体轴承30(图2A，2B，2C)的特征和多孔气体轴承60(图3A，3B)的特征相同或相似。
在所示实施例中，阻尼系统包括多个偏置构件84。在一个实施例中，多个偏置构件84可包括多个O形环84。在一个实施例中，所述多个O形环84可包括两个O形环84。应当理解，所述偏置构件84的数目可以根据阻尼系统提供的所需阻尼量而变化。
具有阻尼系统的多孔气体轴承80包括壳体34。在所示实施例中，壳体34包括第一区段34A和第二区段34B。第一区段34A可以设置在第二区段34B的径向外侧(相对于轴42)。阻尼系统(例如，偏置构件84)设置在壳体34的第一区段34A和第二区段34B之间。
如图4A所示，壳体34的第二区段34B可包括多个保持器86(例如，凹口86)。所述多个保持器86可以提供可以设置偏置构件84的固定位置，并且防止偏置构件84能够轴向(例如，在平行于纵向轴线L-L的方向上)移动。在一个实施例中，偏置构件84可由与制冷剂和制冷剂润滑剂相容的材料制成。合适材料的实例包括但不限于表氯醇、腈、氯丁橡胶、氟橡胶等。
根据一个实施例，多孔气体轴承80的阻尼系统和一个或多个多孔气体轴承30和60的阻尼系统可以在单个实施例中组合以包括阻尼器38、偏置构件64和偏置构件84。
图5A-5D示出了根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承100。图5A是多孔气体轴承100沿轴42的纵向轴线L-L的轴向横截面。图5B是多孔气体轴承100的径向横截面。图5C是多孔气体轴承100和图5D的阻尼系统沿轴42的纵向轴线L-L的轴向横截面。图5D是具有改进的阻尼系统的多孔气体轴承100的径向横截面。除非特指，否则将概述图5A和5B，并且将概述图5C和5D。
多孔气体轴承100的特征可以与多孔气体轴承30(图2A，2B)的特征、多孔气体轴承60(图3A，3B)的特征和多孔气体轴承80(图4A，4B)的特征相同或相似。
参考图5A和5B，所示的阻尼系统包括多个阻尼结构104A。所述阻尼结构104A可替代地称为挤压膜104A。在所示的阻尼系统中，阻尼结构104A是气密密封的阻尼结构104A。图示出了四个阻尼结构104A。应当理解，所述阻尼结构104A的数目可以变化。
所述阻尼结构104A具有壳体106A，其中流体108A填充在壳体106A内。所述壳体106A是柔性的。壳体106A的柔性以及壳体106A内的流体108A的特性可以确定阻尼结构104A的刚度。所述阻尼结构104A的刚度可以确定图5A和5B中的阻尼系统可能的阻尼量。刚度和阻尼可以取决于多个因素上，例如但不限于轴承尺寸、轴承间隙等。在一个实施例中，依据轴承间隙和尺寸，阻尼结构104A可具有从106MN/m或大约106MN/m到108MN/m或大约108MN/m的刚度系数和10N*s/m或大约10N*s/m到6x105N*s/m或大约6x105N*s/m的阻尼系数。
参考图5C和5D，所示的阻尼系统包括多个阻尼结构104B。阻尼结构104B可替代地称为挤压膜104B。在所示的阻尼系统中，所述阻尼结构104B不是气密密封的阻尼结构104B。示出了四个阻尼结构104B。应当理解，所述阻尼结构104B的数目可以变化。
所述阻尼结构104B具有壳体106B，其中流体108B填充在壳体106B内。与图5A和5B中的阻尼结构104A不同，阻尼结构104B包括流体入口110和孔口112。流体108B被提供给壳体106B。在一个实施例中，流体108B可以与提供给多孔气体表面36的流体F相同。在这样的实施例中，流体108B可以是制冷剂。应当理解，流体入口110既可以允许流体进入孔口112中又可以允许流体排出孔口112。
壳体106B是柔性的。壳体106B的柔性以及流体108B的性质、流体108B的量和壳体106B内的流体108B的压强可以确定阻尼结构104B的刚度。阻尼结构104B的刚度可以确定图5C和5D中的阻尼系统可能的阻尼量。阻尼结构104B可以基于流体108B进入壳体106B馈送具有可变的刚度。
根据一个实施例，图5A-5D中的多孔气体轴承100的阻尼系统和多孔气体轴承30、60和80的阻尼系统可以在单个实施例中组合以包括阻尼器38、偏置构件64、偏置构件84和阻尼结构104A或104B。
图6A和6B示出了根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承120。图6A是多孔气体轴承120沿轴42的纵向轴线L-L的轴向横截面。图6B是多孔气体轴承120的径向横截面。多孔气体轴承120和图3A、3B中的多孔气体轴承60和阻尼系统62基本相同。除非特指，否则将概述图6A和6B。
在所示实施例中，所述多孔表面层36包括多个凹槽124。所述凹槽124可围绕多孔气体轴承120径向形成。所述凹槽124在多孔气体轴承120内轴向延伸。所述凹槽124可以防止流体旋流。
图7是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承140的示意图。图7是根据一个实施例的多孔气体轴承140的轴向截面图。
图7中的多孔气体轴承140可用于HVACR系统的制冷剂回路(例如，图1中的制冷剂回路10)的压缩机(例如，图1中的压缩机12)中。
多孔气体轴承140与图2A、2B中的多孔气体轴承30基本相同。在多孔气体轴承140中，阻尼系统包括图2A-5D中的阻尼系统的组合。在多孔气体轴承140中，阻尼器38与另外附加的阻尼器142一起被包括在内。附加的阻尼器142可以选自图3A-5D中描述的阻尼系统。因此，阻尼器142可包括弹簧64、O形环84、阻尼结构104A或阻尼结构104B的一个或多个。在一个实施例中，凹槽124(图6A，6B)可以包括在多孔气体轴承140中。
图8A和8B是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承160的示意图。图8A是多孔气体轴承160沿轴42的纵向轴线L-L的轴向横截面。图8B是多孔气体轴承160的径向横截面。除非特指，否则将概述图8A和8B。
多孔气体轴承160的特征可以与上面根据图2A-图7所示和描述的多孔气体轴承的特征相同或相似。这些特征用相同的参考数字标识。
在所示实施例中，壳体34被修改为包括多个孔162，孔162与通道164流体连通。孔162以一定角度延伸到多孔表面层36，该角度定向成在与轴42的旋转方向相反的方向上提供流体F。以这样的角度提供流体F可以例如减小轴42的不稳定性，并因此减少轴的在径向R上的移动量。
图9A和9B是根据一个实施例的具有阻尼系统的多孔气体轴承200的示意图。图9A是多孔气体轴承200沿轴42的纵向轴线L-L的轴向横截面。图9B是多孔气体轴承200的径向横截面。除非特指，否则将概述图9A和9B。
多孔气体轴承200的特征可以与上面根据图2A-7所示和描述的多孔气体轴承的特征相同或相似。这些特征用相同的参考数字标记。
在所示实施例中，阻尼系统包括设置在通道204中的阻尼器202。在一个实施例中，阻尼器202可包括金属丝网材料。金属丝网材料可以由金属或塑料制成。可以编织金属丝网材料以形成网状结构。编织材料可以提供弹性。金属丝网材料可以包括在通道204中，使得可吸收轴42在径向方向R上的运动。阻尼器202可以是多孔气体轴承200中的阻尼结构104(例如，挤压膜)的相对便宜的替代物。可以选择用于阻尼器202的金属丝网材料的材料，使得可以在多孔气体轴承200中提供特定的阻尼。合适的材料包括但不限于钢、钢合金、铝、铜、镍合金、钛合金、尼龙、聚乙烯等。
根据一个实施例，多孔气体轴承200的阻尼系统和图2A-7中的多孔气体轴承的阻尼系统可以在单个实施例中组合以包括阻尼器38、偏置构件64、偏置构件84、和阻尼器202。
方面
应当理解，方面1-9中的任何一个可以与方面10-15、16-20、21-29、30-35和36-40中的任何一个组合。方面10-15中的任何一个可以与方面16-20、21-29、30-35和36-40中的任何一个组合。方面16-20中的任何一个可以与方面21-29、30-35和36-40中的任何一个组合。方面21-29中的任何一个可以与方面30-35和36-40中的任何一个组合。方面30-35中的任何一个可以与方面36-40中的任何一个组合。
方面1.一种多孔气体轴承，包括：壳体，壳体具有流体入口和孔；多孔表面层，多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔，所述多孔表面层包括沿所述孔纵向排列的多个区段，所述多孔表面层与所述流体入口流体连通；以及包括多个阻尼器的阻尼系统，所述多个阻尼器围绕所述孔周向设置，其中所述多个阻尼器布置在所述多孔表面层的所述多个区段的第一区段与所述多孔表面层的所述多个区段中的第二区段之间。
方面2.根据方面1的多孔气体轴承，其中所述流体入口流体连接到制冷剂回路。
方面3.根据方面2的多孔气体轴承，其中所述流体入口在制冷剂回路的冷凝器和膨胀装置之间的位置处或在制冷剂回路中的压缩机的排出位置处流体地连接到制冷剂回路。
方面4.根据方面1-3中任一方面所述的多孔气体轴承，还包括位于所述多孔表面层中的多个凹槽。
方面5.根据方面1-4中任一方面所述所述的多孔气体轴承，其中所述多个阻尼器包括阻尼器入口和阻尼器室，所述阻尼器入口设置在所述孔处，并且所述阻尼器室设置在所述阻尼器入口的径向外侧。
方面6.根据方面1-5中任一方面所述的多孔气体轴承，其中所述多孔表面层由碳-石墨材料制成。
方面7.根据方面1至6中任一方面所述的多孔气体轴承，其中所述多个阻尼器包括阻尼器入口和阻尼器室，所述阻尼器入口设置在所述孔处，并且所述阻尼器室设置在所述阻尼器入口的径向外侧，并且所述阻尼器室被加盖住。
方面8.根据方面1至7中任一方面所述的多孔气体轴承，其中，所述多个阻尼器包括阻尼器入口和阻尼器室，所述阻尼器入口设置在所述孔处，并且所述阻尼器室设置在所述阻尼器入口的径向外侧，并且所述阻尼器室包括流体出口和位于所述流体出口中的孔口，所述流体出口相对于所述阻尼器室从孔所述径向向外设置。
方面9。根据方面1-8中任一方面所述的多孔气体轴承，所述阻尼系统还包括弹簧、O形环、挤压膜和金属丝网中的一个或多个。
方面10.一种制冷剂回路，包括：流体连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器，其中所述压缩机包括轴，所述轴由多孔气体轴承支撑，所述多孔气体轴承包括：具有流体入口和孔的壳体；多孔表面层，多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔，所述多孔表面层包括沿所述孔的纵向排列的多个区段，所述多孔表面层与所述流体入口流体连通；以及包括多个阻尼器的阻尼系统，所述多个阻尼器围绕所述壳体中的孔周向设置，其中所述多个阻尼器布置在所述多孔表面层的所述多个区段的第一区段与所述多孔表面层的多个区段中的第二区段之间。
方面11.根据方面10的制冷剂回路，其中所述多孔气体轴承流体连接到制冷剂回路。
方面12.根据方面10或11中任一方面所述的制冷剂回路，还包括与所述制冷剂回路流体分离的流体源，所述流体源流体连接到所述多孔气体轴承。
方面13.根据方面10-12中任一方面所述的制冷剂回路，其中所述阻尼系统还包括弹簧、O形环、挤压膜和金属丝网中的一个或多个。
方面14.根据方面10-13中任一方面所述的制冷剂回路，其中所述多孔气体轴承在配置成从制冷剂回路接收混合的气体和液体流体的位置处流体连接到制冷剂回路。
方面15.根据方面10-14中任一方面所述的制冷剂回路，其中所述制冷剂回路是无润滑剂的制冷剂回路。
方面16.一种离心压缩机，包括：旋转的轴；多孔气体轴承，所述多孔气体轴承包括：壳体，壳体具有流体入口和孔；多孔表面层，多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔，所述多孔表面层包括沿所述孔的纵向排列的多个区段，所述多孔表面层与所述流体入口流体连通；以及包括多个阻尼器的阻尼系统，所述多个阻尼器围绕所述壳体中的所述孔周向设置，其中所述多个阻尼器布置在所述多孔表面层的所述多个区段的第一区段与所述多孔表面层的所述多个区段中的第二区段之间。
方面17.根据方面16所述的离心压缩机，其中，所述阻尼系统还包括弹簧、O形环、挤压膜和金属丝网中的一个或多个。
方面18.根据方面16或17中任一方面所述的离心式压缩机，其中所述轴配置成以10,000转每分钟或大约10,000转每分钟至150,000转每分钟或大约150,000转每分钟旋转。
方面19.根据方面16-18中任一方面所述的离心压缩机，其中所述多孔气体轴承是支撑所述轴的径向轴承。
方面20.根据方面16-19中任一方面所述的离心式压缩机，其中，所述多个阻尼器包括阻尼器入口和阻尼器室，所述阻尼器入口设置在所述孔处，并且所述阻尼器室设置在所述阻尼器入口的径向外侧。
方面21.一种多孔气体轴承，包括：壳体，壳体具有流体入口和孔；多孔表面层，多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔，所述多孔表面层与所述流体入口流体连通；以及包括偏置构件的阻尼系统，所述偏置构件设置在通道中，所述通道沿着所述孔的纵向方向延伸并且围绕所述孔周向延伸，其中所述偏置构件从所述多孔表面层径向向外布置。
方面22.根据方面21的多孔气体轴承，其中所述流体入口流体连接到制冷剂回路。
方面23.根据方面22的多孔气体轴承，其中所述流体入口在制冷剂回路的冷凝器和膨胀装置之间的位置处或在制冷剂回路中的压缩机的排出位置处流体地连接到制冷剂回路。
方面24.根据方面21-23中任一方面所述的多孔气体轴承，还包括位于所述多孔表面层中的多个凹槽。
方面25.根据方面21-24中任一方面所述的多孔气体轴承，其中所述偏置构件包括弹簧。
方面26.根据方面21-25中任一方面所述的多孔气体轴承，其中所述多孔表面层由碳-石墨材料制成。
方面27.根据方面21-26中任一方面所述的多孔气体轴承，其中所述偏置构件包括波形弹簧。
方面28.根据方面21-27中任一方面所述的多孔气体轴承，还包括多个阻尼器，所述多个阻尼器围绕所述壳体中的孔周向设置。
方面29.根据方面21-28中任一方面所述的多孔气体轴承，阻尼系统还包括O形环、挤压膜和金属丝网中的一个或多个。
方面30.一种制冷剂回路，包括：流体连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器，其中所述压缩机包括轴，所述轴由多孔气体轴承支撑，所述多孔气体轴承包括：具有流体入口和孔的壳体；多孔表面层，多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔，所述多孔表面层与所述流体入口流体连通；以及包括偏置构件的阻尼系统，所述偏置构件设置在通道中，所述通道沿着所述孔的纵向方向延伸并且围绕所述孔周向延伸，其中所述偏置构件从所述多孔表面层径向向外布置。
方面31.根据方面30的制冷剂回路，其中所述多孔气体轴承流体连接到制冷剂回路。
方面32.根据方面30或31中任一方面所述的制冷剂回路，还包括与所述制冷剂回路流体分离的流体源，所述流体源流体连接到所述多孔气体轴承。
方面33.根据方面30-32中任一方面所述的制冷剂回路，其中所述阻尼系统还包括O形环、挤压膜和金属丝网中的一个或多个。
方面34.根据方面30-33中任一方面所述的制冷剂回路，其中所述多孔气体轴承在配置成从制冷剂回路接收混合的气体和液体流体的位置处流体连接到制冷剂回路。
方面35.根据方面30-34中任一方面所述的制冷剂回路，其中所述制冷剂回路是无润滑剂的制冷剂回路。
方面36.一种离心压缩机，包括：旋转的轴；多孔气体轴承，所述多孔气体轴承包括：壳体，壳体具有流体入口和孔；多孔表面层，多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔，所述多孔表面层与所述流体入口流体连通；以及包括偏置构件的阻尼系统，所述偏置构件设置在通道中，所述通道沿着所述孔的纵向方向延伸并且围绕所述孔周向延伸，其中所述偏置构件从所述多孔表面层径向向外布置。
方面37.根据方面36的离心压缩机，其中所述阻尼系统还包括O形环、挤压膜和金属丝网中的一个或多个。
方面38.根据方面36或37中任一方面所述的离心式压缩机，其中所述轴配置成以10,000转每分钟或大约10,000转每分钟至150,000转每分钟或大约150,000转每分钟旋转。
方面39.根据方面36-38中任一方面所述的离心压缩机，其中所述多孔气体轴承是支撑所述轴的径向轴承。
方面40.根据方面36-39中任一方面所述的离心压缩机，其中，所述偏置构件被预张紧以提供选定的阻尼量。
本说明书中使用的术语旨在描述特定实施例，而不是限制性的。除非另有明确说明，否则术语“一”、“一个”和“该”也包括复数形式。术语“包括”和/或“包含”在使用时表示存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件。
关于前面的描述，应该理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行细节的改变，尤其是在结构所采用的材料和部件的形状，尺寸和布置方面。词语“实施例”可以但不一定指代相同的实施例。实施例和公开仅是示例。在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以设计出其他和进一步的实施例，本公开的真实范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (20)

1.一种多孔气体轴承，包括：
壳体，所述壳体具有流体入口、通道、和孔，其中，所述壳体包括第一区段和设置在所述第一区段的径向内侧的第二区段，所述通道沿所述孔的纵向方向、围绕孔的周向延伸并且在第一段和第二段之间；
多个O形环，其设置在所述壳体的端部以流体密封所述通道；
多孔表面层，所述多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔，所述多孔表面层与所述流体入口流体连通；以及
包括偏置构件的阻尼系统，所述偏置构件被置于所述壳体的第一段和第二段之间的通道中，使得该偏置构建从径向外部排列于所述多孔表面层。
2.根据权利要求1所述的多孔气体轴承，其特征在于，所述流体入口流体连接到制冷剂回路。
3.根据权利要求2所述的多孔气体轴承，其特征在于，所述流体入口在所述制冷剂回路的冷凝器和膨胀装置之间的位置处或在所述制冷剂回路中的压缩机的排出位置处流体地连接到所述制冷剂回路。
4.根据权利要求1所述的多孔气体轴承，其特征在于，还包括位于所述多孔表面层中的多个凹槽。
5.根据权利要求4所述的多孔气体轴承，其特征在于，所述偏置构件包括弹簧。
6.根据权利要求1所述的多孔气体轴承，其特征在于，所述多孔表面层由碳-石墨材料制成。
7.根据权利要求1所述的多孔气体轴承，其特征在于，所述偏置构件包括波形弹簧。
8.根据权利要求1所述的多孔气体轴承，其特征在于，还包括多个阻尼器，所述多个阻尼器围绕所述壳体中的所述孔周向设置。
9.根据权利要求1所述的多孔气体轴承，其特征在于，所述偏置构件包括O形环、挤压膜和金属丝网中的一个或多个。
10.一种制冷剂回路，包括：
流体连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器，其中所述压缩机包括轴，所述轴由多孔气体轴承支撑，所述多孔气体轴承包括：
壳体，所述壳体具有流体入口、通道和孔，所述壳体包括第一区段和设置在第一段的径向内侧的第二区段，所述通道沿孔的纵向方向、围绕孔的周向延伸并且在第一区段和第二区段之间；
多个O形环，其设置在外壳的端部以流体密封所述通道；
多孔表面层，所述多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔，
所述多孔表面层与所述流体入口流体连通；以及
包括偏置构件的阻尼系统，所述偏置构件被置于所述壳体的第一段和第二段之间的通道中，使得该偏置构建从径向外部排列于所述多孔表面层。
11.根据权利要求10所述的制冷剂回路，其特征在于，所述多孔气体轴承流体连接到所述制冷剂回路。
12.根据权利要求10所述的制冷剂回路，其特征在于，还包括流体源，所述流体源与所述制冷剂回路流体分离，所述流体源流体连接到所述多孔气体轴承。
13.根据权利要求10所述的制冷剂回路，其特征在于，所述偏置构件包括弹簧、O形环、挤压膜和金属丝网中的一个或多个。
14.根据权利要求10所述的制冷剂回路，其特征在于，所述多孔气体轴承在配置成从所述制冷剂回路接收混合的气体和液体流体的位置处流体连接到所述制冷剂回路。
15.根据权利要求10所述的制冷剂回路，其特征在于，所述制冷剂回路是无润滑剂的制冷剂回路。
16.一种离心式压缩机，包括：
旋转的轴；以及
多孔气体轴承，所述多孔气体轴承包括：
壳体，所述壳体具有流体入口、通道和孔，所述壳体包括第一区段和设置在第一段的径向内侧的第二区段，所述通道沿孔的纵向方向、围绕孔的周向延伸并且在第一区段和第二区段之间；
多个O形环，其设置在外壳的端部以流体密封所述通道；
多孔表面层，所述多孔表面层设置在所述壳体内，并沿圆周方向围绕所述孔，
所述多孔表面层与所述流体入口流体连通；以及
包括偏置构件的阻尼系统，所述偏置构件被置于所述壳体的第一段和第二段之间的通道中，使得该偏置构建从径向外部排列于所述多孔表面层。
17.根据权利要求16所述的离心式压缩机，其特征在于，所述偏置构件包括弹簧、O形环、挤压膜和金属丝网中的一个或多个。
18.根据权利要求16所述的离心式压缩机，其特征在于，所述轴配置成以10,000转每分钟或10,000转每分钟至150,000转每分钟或150,000转每分钟旋转。
19.根据权利要求16所述的离心式压缩机，其特征在于，所述多孔气体轴承是支撑所述轴的径向轴承。
20.根据权利要求16所述的离心式压缩机，其特征在于，所述偏置构件被预张紧以提供选定的阻尼量。
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