CN116378975A - 控制外部加压的气体轴承设备的压力差的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种传热回路包括流体地连接在一起的压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器。所述压缩机包括壳体和轴，所述轴能够相对于所述壳体旋转以压缩在抽吸入口处接收的工作流体，其中所述轴被气体轴承支撑，并且所述气体轴承包括具有流体入口和出口的轴承壳体。高压力气体源流体地连接到所述轴承壳体的所述流体入口，以用于将高压力流体供应到所述气体轴承的所述流体入口，使得所述气体轴承在当所述轴正在旋转时支撑该轴。减压器连接到所述气体轴承的所述出口，被设置成用于减小所述气体轴承的排出压力。

Description

控制外部加压的气体轴承设备的压力差的方法和系统
技术领域
本说明书总体上涉及一种用于加热、通风、空气调节和制冷(HVACR)系统的轴承。更具体地，本说明书涉及一种用于HVACR系统中的压缩机的外部加压的气体轴承。
背景技术
加热、通风、空气调节和制冷(HVACR)系统通常包括压缩机。压缩机，例如但不限于离心式压缩机、螺杆式压缩机和涡旋式压缩机，利用轴承来支撑旋转轴。已经考虑了各种不同类型的轴承，包括需要润滑系统的流体动力油轴承和滚珠轴承。在一些情况下，无油操作是优选的。这样的系统通常使用磁性轴承。磁性轴承不使用润滑剂，但是价格昂贵且需要控制系统。
HVACR系统可以被用于建筑物，或可以被用于运输应用(例如，卡车、轿车、公共汽车、火车等)。
发明内容
本说明书总体上涉及一种用于加热、通风、空气调节和制冷(HVACR)系统的轴承。更具体地，本说明书涉及一种用于HVACR系统中的压缩机的气体轴承，该气体轴承使用加压的流体以至少在气体轴承与压缩机的轴之间形成薄膜。
在一个实施例中，公开了一种气体轴承。气体轴承可以被用于例如支撑轴，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，离心式压缩机是无油的离心式压缩机。
公开了一种传热回路。所述传热回路包括流体地连接在一起的压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器。所述压缩机包括壳体和轴，所述轴能够相对于所述壳体旋转以压缩在抽吸入口处接收的工作流体，其中所述轴被气体轴承支撑，并且所述气体轴承包括具有流体入口和出口的轴承壳体。所述传热回路还包括高压力气体源，所述高压力气体源流体地连接到所述轴承壳体的所述流体入口，以用于将高压力流体供应到所述气体轴承的所述流体入口，使得所述气体轴承被构造成当所述轴正在旋转时支撑该轴，并且所述传热回路包括减压器，所述减压器连接到所述气体轴承的所述出口，以用于减小所述气体轴承的出口压力。
公开了一种用于控制跨气体轴承的压力差的方法。所述气体轴承支撑用于传热回路的压缩机的轴，其中所述传热回路包括流体地连接在一起的所述压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器。所述方法包括如下步骤：通过所述轴的旋转压缩在所述压缩机的抽吸入口处接收的工作流体；在所述气体轴承的轴承壳体的流体入口处接收来自高压力气体源的流体；在所述轴承壳体的出口处从所述轴承壳体排出所述流体；和减小从所述轴承壳体的所述出口排出的所述流体的出口压力。
附图说明
参考形成本公开的一部分的附图，并且这些附图图示了其中可以实践本说明书中所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2是根据一个实施例的具有减压器的气体轴承的示意图。
图3是根据一个实施例的具有减压器的气体轴承的示意图。
图4是根据一个实施例的具有减压器的气体轴承的示意图。
贯穿(本文)始终，相同的附图标记表示相同的部分。
具体实施方式
本说明书总体上涉及一种用于加热、通风、空气调节和制冷(HVACR)系统的轴承。更具体地，本说明书涉及一种用于HVACR系统中的压缩机的气体轴承，该气体轴承使用加压的流体在气体轴承与压缩机的轴之间形成薄膜。应当理解，气体轴承可以被用作径向轴承、轴向轴承或止推轴承中的至少一种或它们的组合。
在一个实施例中，可以利用气体轴承来代替流体动力油轴承、滚珠轴承、磁性轴承等。特别地，气体轴承可以被用在HVACR系统的压缩机(例如，离心式压缩机等)中以提供无润滑剂的系统。在压缩机的操作期间，压缩机可以以高旋转速度操作，该高旋转速度例如等于或大约10,000RPM并高达50,000RPM，并且进一步高达150,000RPM或其之间，其中该气体轴承被配置成使用加压的流体以在压力差下形成流体薄膜，以通过维持轴承与旋转轴之间的间隙来支撑该旋转轴。压力差可以是气体轴承的入口与出口的压力差，其中较高的压力差提供作用在非固定构件(例如，压缩机的轴)上的较大的力。通常地，为了使压缩机在如此高的速度下稳定地操作，跨气体轴承的压力差可以被控制在例如至少40PSI以提供流体膜。在一个实施例中，压力差为至少60PSI。在一个实施例中，压力差为等于或大约100PSI。通过控制和/或维持该压力差，例如控制和/或维持在预定值处，可以防止轴相对于气体轴承非同步地旋转，这可能会增加轴相对于(一个或多个)气体轴承的轨道尺寸，原因是例如由于交叉耦合力引起的转子回旋，例如由于压缩机的排放压力、不平衡、部件的摩擦、压缩机速度增加、叶轮护罩和轮毂腔和/或密封腔中的压力分布等。
在压缩机的操作期间，压力差可能需要被控制或调整以防止和/或减少轴相对于气体轴承的非同步旋转。例如，HVACR系统中的操作条件可能会改变，这例如是由于压缩机的载荷降低和/或排放压力降低，如果从传热回路供应高压力流体，这可能会导致跨气体轴承的压力差降低。此外，随着压缩机的旋转速度增加，可能需要更高的压力差来对旋转的轴提供适当的支撑。因此，为了防止损坏压缩机，本文公开了各种不同的手段来控制和/或维持压力差。
在本文公开的实施例中，随着HVACR系统的操作条件通过升高或降低气体轴承的排出压力而改变，可以使用各种不同的减压器来将跨气体轴承的压力差控制和/或维持在确定值处，来控制压力差。此外，本说明书中所公开的实施例可以包括使用制冷剂作为工作流体的气体轴承，这可以提供有利的传热性质以减少因为由气体轴承支撑的轴的热膨胀而引起的轴承卡住的可能性。
如在本说明书中使用的气体轴承可以是空气静力轴承或混合轴承，例如空气静力和空气动力轴承性质，其中轴承至少部分地被供应高压力流体。空气静力轴承或混合轴承包括气体分布结构，该气体分布结构在非固定构件(例如，压缩机的轴)与压缩机的固定支撑构件(例如，壳体)之间分布高压力流体。以这种方式，形成一层流动的高压力流体以支撑非固定构件抵抗径向和/或轴向载荷。空气静力轴承是一种“空气静力”类型的轴承，这是因为它由进入的高压力流体流在其轴承表面之间形成一层流动的流体。混合轴承包括空气静力轴承性质并且还可以包括空气动力性质，其中混合轴承还依赖于轴的运动(例如，旋转)以在轴与壳体之间形成流体垫。例如，空气静力轴承可以是箔片轴承或凹槽轴承，并且混合轴承可以是箔片轴承、凹槽轴承、或由包括碳-石墨材料的多孔介质制成的轴承、或它们的组合，以便具有空气静力和/或空气动力性质。在一个实施例中，混合轴承可以是固定几何形状的孔口供给混合气体轴承，例如三叶(包括2个、3个或更多个)孔口供给的轴承、或倾斜垫孔口供给的，其中孔口供给是空气静力的，而垫配置(例如，固定几何形状、倾斜垫、挠性枢轴)包括更多的空气动力性质。在一个实施例中，高压力流体可以是气体。在一个实施例中，高压力流体可以是气体和液体的混合物。
应当理解，如本文使用的术语“支撑”至少涉及提供抵抗可以施加到压缩机的轴向(推力)和/或径向载荷的支撑。例如，气体轴承可以通过被设置成围绕轴来支撑压缩机的轴，使得气体轴承抵抗垂直于轴的方向的径向载荷来支撑该轴。在另一实施例中，气体轴承可以通过被设置成围绕轴的止推表面或抵靠轴的止推表面来支撑压缩机的轴，使得气体轴承抵抗平行于轴的方向的轴向载荷来支撑轴。例如，轴在该轴的一端处可以包括止推表面，该止推表面由气体轴承或压配合或附接到轴的止推套环支撑，其中气体轴承围绕止推套环的止推表面设置。
图1是根据一个实施例的传热回路10的示意图。传热回路10通常包括压缩机12、冷凝器14、膨胀器16和蒸发器18。
传热回路10是示例并且可以被修改以包括附加的部件。例如，在一个实施例中，传热回路10可以包括其他部件，例如但不限于：节能器热交换器、一个或多个流控制装置、接收器罐、干燥器、抽吸液体热交换器等。
传热回路10通常可以被应用在用于控制空间(通常被称为受调节空间)中的环境条件(例如，温度、湿度、空气质量等)的各种不同的系统中。此类系统的示例包括但不限于HVACR系统、运输制冷系统等。
压缩机12、冷凝器14、膨胀器16和蒸发器18经由制冷剂管线20、22、24而被流体地连接。在一个实施例中，制冷剂管线20、22和24可以替代性地被称为制冷剂管道20、22和24等。
在一个实施例中，传热回路10可以被配置为能够以冷却模式操作的冷却系统(例如，空气调节系统)。在一个实施例中，传热回路10可以被配置为热泵系统，该热泵系统可以以冷却模式和加热/除霜模式两者操作。
传热回路10可以根据通常已知的原理来操作。传热回路10可以被配置成加热或冷却气态过程流体(例如，传热介质或流体，例如但不限于空气等)，在这种情况下，传热回路10通常可以表示空气调节器或热泵。
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)从相对较低压力的气体压缩成相对较高压力的气体。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以不同的速度范围操作。例如，在一个实施例中，离心式压缩机可以从等于或大约10,000转每分钟(RPM)至等于或大约50,000转每分钟(RPM)并高达等于或大约150,000转每分钟(RPM)或介于其之间来操作。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。
相对较高压力的气体也处于相对较高的温度，该相对较高压力的气体从压缩机12排放并通过制冷剂管线20流动到冷凝器14。工作流体流动通过冷凝器10并且将热排出到过程流体(例如，水、空气等)，从而冷却该工作流体。现在处于液体形式的冷却的工作流体经由制冷剂管线22流动到膨胀器16。膨胀器16降低工作流体的压力。结果，工作流体的一部分被转化为气态形式。膨胀器16可以是例如膨胀阀、孔口、膨胀板、膨胀容器、或用于降低诸如工作流体之类的工作流体的压力的其他合适装置。在一个实施例中，膨胀器16包括多个孔口。在一个实施例中，膨胀器16的多个孔口具有不同的尺寸。膨胀器16可以是具有可变孔径的可控膨胀装置。在一个实施例中，膨胀器16是电子膨胀阀。
现在处于液态和气态混合形式的工作流体经由制冷剂管线22流动到蒸发器18。工作流体流动通过蒸发器18并从过程流体(例如，水、空气等)吸收热，从而加热该工作流体，并将该工作流体转化为气态形式。气态工作流体然后经由制冷剂管线24返回到压缩机12。在制冷剂回路正在操作，例如以冷却模式操作的同时(例如，在启用压缩机12的同时)，以上描述的过程继续。
在图示的实施例中，第一流体管线26可以连接在高压力流体可以从传热回路10抽取并且作为高压力气体被提供至压缩机12中的气体轴承的位置处。例如，高压力气体流体地连接到轴承壳体的流体入口，以用于向该气体轴承供应高压力流体。在一个实施例中，流体管线26可以连接在提供给气体轴承的流体为气态或基本上为气态的位置处。高压力气体源可以包括或者可替代性地包括第二流体管线28，该第二流体管线28可以连接在流体可以从制冷剂管线22抽取并被提供给轴承壳体的位置处。在一个实施例中，流体管线28可以连接在提供给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的和至少一部分是气态的。应当理解，第一流体管线26可以被包括在制冷剂回路10中，第二流体管线28可以被包括在制冷剂回路10中，或者第一流体管线26和第二流体管线28两者都可以被包括在制冷剂中回路10中。应当理解，高压力气体源也可以是流体分离的高压力气体源，其包括用于从第一流体管线26和/或第二流体管线28接收工作流体的接收器罐或在进入压缩机12之前的另一制冷剂供应装置，并且应当理解，在一些实施例中，高压力气体源可以包括附加设备，例如泵、加热器、过滤器、次级压缩机，诸如线性隔膜、活塞或类似的压缩机等，以用于处理工作流体。
图2是根据一个实施例的具有减压器的气体轴承的实施例的示意图。图2中的气体轴承230可以被用在HVACR系统的传热回路(例如，图1中的传热回路10)的压缩机(例如，图1中的压缩机12)中。图2图示了工作流体通过传热回路210和气体轴承的流动路径。传热回路210可以包括压缩机211、高压力气体源205和气体轴承230，该高压力气体源205可以包括传热回路部件，例如冷凝器、膨胀器和蒸发器。在一个实施例中，压缩机211可以是单级、双级或多级压缩机，其可以是离心式压缩机、螺杆式压缩机、涡旋式压缩机等。在离心式压缩机的实施例中，离心式压缩机可以基于例如压缩机的尺寸和类型以不同的速度范围操作。例如，在一个实施例中，离心式压缩机可以从等于或大约10,000转每分钟(RPM)至等于或大约50,000转每分钟(RPM)并高达等于或大约150,000转每分钟(RPM)或介于其之间来操作。离心式压缩机包括壳体和轴，该轴以受控的RPM相对于壳体旋转。
如图2所示的压缩机211是双级离心式压缩机，其中第一级离心式压缩机212压缩工作流体并将压缩的工作流体供应至第二级离心式压缩机213，该第二级离心式压缩机213将工作流体进一步压缩到期望的出口压力，例如基于系统的温度和/或压力需要来将工作流体进一步压缩到期望的出口压力。相对较高压力的气体从压缩机213排放并且通过制冷剂管线流动到各种不同的传热回路部件，例如冷凝器、膨胀器和蒸发器。沿着各种不同的传热回路部件，工作流体可以被提供至气体轴承，或者可以被提供至流体分离的外部供应系统240以用于将高压力流体供应至气体轴承。外部供应系统240可以包括各种不同的部件，例如，接收器罐、加热器、泵、过滤器、或用于工作流体的其他处理设备。虽然外部供应系统240已被讨论为从传热回路210接收工作流体，但应当理解，该外部供应系统240也可以从另一系统供应工作流体，例如从单独的传热回路中的第二压缩机供应工作流体。
气体轴承230将第一级离心式压缩机212和第二级离心式压缩机213的轴212A、213A径向地支撑在压缩机的壳体中。气体轴承230中的每个气体轴承可以包括具有流体入口232和出口234的轴承壳体231。高压力气体源205流体地连接到轴承壳体231的流体入口232以用于供应高压力流体。气体轴承230被配置成使得该气体轴承使用高压力流体以在气体轴承的表面与轴之间形成流体层，以便沿径向地支撑压缩机212、213的轴。在一个实施例中，轴承壳体231的流体入口232连接到高压力气体源205，该高压力气体源205连接到传热回路部件的至少一个制冷剂管线和/或连接到高压力流体的外部供应系统240。
(一个或多个)轴承壳体231的(一个或多个)出口234流体地连接到第一级压缩机212的抽吸口和/或连接到减压器245，该减压器245连接到第一级压缩机212的抽吸口以用于使气体轴承230排气。应当理解，来自第一级压缩机212和/或第二级压缩机213上的气体轴承的(一个或多个)轴承壳体231的(一个或多个)出口中的每个出口可以被组合为到第一级压缩机212的抽吸口和/或减压器245的单一入口。因此，减压器245可以被用于降低气体轴承230的排出压力，使得可以将跨气体轴承230的压力差控制和/或维持在确定值。压力差可以被控制和/或维持成使气体轴承230的入口与出口的压力差为至少40PSI，优选地至少60PSI，并且优选地为约100PSI。应当理解，压力差的上限可以由轴承结构确定，例如由承受压缩机的排放压力的轴承结构确定。减压器245可以是文丘里管、引射器、喷射器、真空泵或类似装置，或者减压器245可以利用压缩机的部件来减小出口压力，例如通过调整离心式压缩机的入口引导叶片或螺杆式压缩机的抽吸阀来减小出口压力。
虽然图2将(一个或多个)气体轴承230示出为单一单元，但是应当理解，(一个或多个)气体轴承230可以是径向地支撑(一个或多个)轴的单一轴承或多个轴承，其中每个轴承在相应的轴承壳体的流体入口处接收高压力流体，并且在相应的轴承的出口处将工作流体排出到压缩机的抽吸口。例如，(一个或多个)气体轴承230可以包括径向地支撑第一级压缩机和第二级压缩机的相应轴的多个径向轴承，使得轴通过在该轴与气体轴承的表面层之间形成流体层而在该气体轴承内同心地旋转。附加地或替代性地，(一个或多个)气体轴承230可以包括多个入口和多个出口以用于在轴与(一个或多个)轴承壳体之间分布高压力流体。应当理解，被分布的高压力流体在表面层与轴之间受压，使得该被分布的高压力流体在(一个或多个)轴承壳体与(一个或多个)轴之间形成一层流动的加压流体。该层流动的加压气体沿径向方向支撑该轴并且支撑由压缩机产生的径向载荷。以这种方式，(一个或多个)气体轴承支撑该轴及其径向载荷，以确保轴在径向方向上处于其正确位置。
例如，在非限制性实施例中，轴可以设置在轴承壳体231的孔内。轴包括沿该轴的长度延伸的纵向轴线L-L。在一个实施例中，轴与气体轴承230之间的间隙可以为等于或大约2微米至等于或大约100微米。在一个实施例中，间隙可以为大约或小于25微米。较大的间隙意味着较低的刚度和通过气体轴承230的较大的泄漏。间隙的选择可以取决于例如转子-轴承系统所需的刚度。在操作中，轴围绕纵向轴线L-L旋转。轴在径向方向R上经受偏转。为减小径向方向上的移动量，可以使用减压器245来减小气体轴承230的出口压力，以提高跨气体轴承230的压力差。在一个实施例中，压力差可以是例如等于或高于60PSI。虽然已经关于径向轴承讨论了气体轴承230，但是应当理解，气体轴承230还可以包括径向轴承、轴向轴承或止推轴承、或者它们的组合。例如，在包括轴向轴承或止推轴承的实施例中，轴212A可以包括止推套环，该止推套环附接到该轴212A，例如压配合或以其他方式附接到该轴周围，其中气体轴承230围绕止推套环的止推表面设置。气体轴承230从高压力气体源接收高压力气体，并将该高压力气体分布在气体轴承230的表面层与止推表面之间，使得该高压力气体在轴承壳体231与止推表面之间形成一层流动的加压流体膜。该层流动的加压流体沿轴向方向支撑该轴并且抵消施加到压缩机的任何轴向载荷。然后高压力气体经由气体轴承出口离开(例如，排出)到例如压缩机壳体和/或减压器245，并且经由第一压缩机的抽吸入口返回到传热回路。以这种方式，(一个或多个)气体轴承支撑该轴及其轴向载荷，以确保该轴在轴向方向上处于其正确位置。
在一个实施例中，减压器245可以包括用于控制(一个或多个)轴承壳体231的(一个或多个)出口234处的排出压力的控制器250。控制器250可以从用于监测压缩机的条件的多个不同的源接收数据，该多个不同的源包括但不限于：(一个或多个)气体轴承的(一个或多个)入口和/或(一个或多个)出口处或附近的(一个或多个)压力传感器；压缩机壳体上的(一个或多个)振动传感器；(一个或多个)压缩机的抽吸口处的(一个或多个)压力传感器；高压力气体源上的水平传感器；压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀器的排放处的环境温度的温度传感器等；压缩机的高压力气体源或排放处的压力传感器；入口引导叶片位置；(一个或多个)压缩机的旋转速度等。控制器然后可以控制减压器245，例如通过控制通过文丘里管的流，例如通过接通和关停真空泵系统，调整定位，或控制喉部尺寸，或控制压缩机的入口引导叶片和/或来自(一个或多个)轴承壳体231的(一个或多个)出口234的阀，从而减小轴承壳体的出口处的排出压力。控制器可以包括处理器和存储一组非易失性指令的存储器，该一组非易失性指令当被执行时调整入口引导叶片的位置以引起更高的真空压力，例如将入口引导叶片定位在部分关闭的位置。例如，当气体轴承230的入口压力(例如，80PSI)与气体轴承的出口压力(例如，20PSI)之间的差小于60PSI时，或者当压缩机提高轴的旋转速度时，例如从50,000RPM提高到80,000RPM时，控制器250可以部分地关闭入口引导叶片以减小轴承壳体中的排出压力。应当理解，虽然关于单一速度或压力差讨论了该控制，但是对排出压力的控制可以依据压缩机系统及其需要而变化和/或连续地调整。还应当理解，如本文所描述的“控制器”可以包括多个离散的或互连的部件，其在一个实施例中包括存储器(未示出)和处理器(未示出)，或连接到压缩机/传热回路系统的主控制器。
在一个实施例中，在双级压缩机211的操作期间，该双级压缩机211压缩在压缩机211的抽吸入口处接收的工作流体。气体轴承230从高压力气体源接收高压力气体，并且将该高压力气体分布在(一个或多个)气体轴承230的表面层与轴212A、213A之间，使得该高压力气体在(一个或多个)轴承壳体231与轴之间形成一层流动的加压流体膜。该层流动的加压流体沿径向方向支撑该轴并且抵消由压缩机产生的任何径向载荷。然后高压力气体经由(一个或多个)气体轴承出口234离开(例如，排出)，并且经由第一压缩机212的抽吸入口返回到传热回路210。(一个或多个)气体轴承230在轴与该气体轴承230之间可以具有间隙，该间隙为等于或大约2微米至等于或大约100微米。在一个实施例中，通过控制和/或维持跨(一个或多个)气体轴承230的压力差(例如，至少60PSI的压力差)，间隙可以为大约或小于25微米。例如，压缩机的排放可以提供高压力气体(例如，工作流体)，该高压力气体以等于或大约80PSI被提供至(一个或多个)轴承壳体231的(一个或多个)流体入口232。由于通过(一个或多个)气体轴承230分布高压力气体，(一个或多个)气体轴承出口234处的压力可以为等于或大约20PSI的排出压力，并且可以返回到压缩机的抽吸口。
可以在第一状态下操作高压力气体的排出，在该第一状态中，离开(一个或多个)气体轴承出口234的高压力气体可以以第一压力和第一体积操作。然而，压力差可能需要被控制和/或调整以提高轴的稳定性和/或维持跨气体轴承的压力差，例如用以防止和/或减小轴相对于气体轴承的非同步旋转。例如，HVACR系统中的操作条件可能会变化，这例如是由于压缩机的载荷降低和/或排放压力降低，这可能导致跨气体轴承的压力差降低。此外，随着压缩机211的旋转速度提高，可能需要更高的压力差来提供旋转轴的适当支撑。如果跨(一个或多个)气体轴承230的压力差没有被控制在预定值处，轴可能会相对于(一个或多个)气体轴承非同步地旋转，这可能增加轴相对于(一个或多个)气体轴承的轨道尺寸，例如由于交叉耦合力引起的转子回旋，例如由于压缩机的排放压力、不平衡、压缩机部件的摩擦、振动等。因此，在一个实施例中，压缩机211可以在第二状态下操作，在该第二状态中，抽吸压力降低到第二压力和第二体积。也就是说，为了补偿轴承230的入口232处的高压力气体的压力降低或为了增加压力差，可以使用减压器245通过减小气体轴承230的出口处的排出压力，来控制和/或维持跨气体轴承230的压力差。
在一个实施例中，可以使用减压器245通过减小(一个或多个)气体轴承230的出口234处的排出压力，来将跨(一个或多个)气体轴承230的压力差控制和/或维持在该压力差的预定值处。例如，当减压器245包括离心式压缩机的入口引导叶片时，该入口引导叶片可以被控制以被定位成至少部分地关闭以维持抽吸压力，但在该入口引导叶片之后形成较低的压力以便减小(一个或多个)气体轴承出口234处的排出压力。通过降低(一个或多个)气体轴承出口234处的压力，压力差可以被控制和/或维持在压力差的预定值处，例如等于或高于60PSI，即使发生异常状况，例如导致高压力气体的供应压力降低的情况亦是如此。也就是说，如果到气体轴承230的高压力气体的供应压力以80PSI操作并且下降到70PSI，则通过控制入口引导叶片的位置，以20PSI操作的(一个或多个)轴承壳体231的出口234处的排出压力可以降低至10PSI，从而维持60PSI的压力差。
类似地，为了提高轴在较高旋转速度下的稳定性，例如当将压缩机速度从50,000RPM提高到60,000RPM时，可以增加压力差以提供对轴的附加支撑。例如，当减压器245包括离心式压缩机的入口引导叶片时，可以控制该入口引导叶片关闭或部分地关闭以在压缩机的抽吸口处形成更高的抽吸压力，这减小了(一个或多个)气体轴承出口234处的排出压力。也就是说，如果到气体轴承230的高压力气体的供应压力从80PSI增加到85PSI，则通过控制入口引导叶片的位置，(一个或多个)轴承壳体231的出口234处的排出压力可以从20PSI降低到15PSI，以将压力差从60PSI增加到70PSI。
图3是根据一个实施例的具有减压器345的气体轴承330的示意图。图3中的气体轴承330可以被用在HVACR系统的传热回路(例如，图1中的传热回路10)的压缩机(例如，图1中的压缩机12和/或图2中的压缩机211)中。传热回路可以包括压缩机312、高压力气体源305和气体轴承330，该高压力气体源305可以包括传热回路部件，例如冷凝器、膨胀器和蒸发器。在一个实施例中，压缩机312可以是单级、双级或多级压缩机，其可以是离心式压缩机、螺杆式压缩机、涡旋式压缩机等。在离心式压缩机的实施例中，离心式压缩机可以基于例如压缩机的尺寸和类型以不同的速度范围操作。例如，在一个实施例中，离心式压缩机可以从等于或大约10,000转每分钟(RPM)至等于或大约50,000转每分钟(RPM)并高达等于或大约150,000转每分钟(RPM)或介于其之间来操作。离心式压缩机包括壳体和轴，该轴以受控的RPM相对于壳体旋转。传热回路、压缩机、气体轴承和/或减压器的其他特征可以与以上在图1至图2中所讨论的系统的特征相同或相似。减压器345包括文丘里管，该文丘里管使用压缩机的抽吸口处的工作流体作为该文丘里管的动力流体，如下文进一步讨论的。
如图3所示的压缩机312是离心式压缩机，例如基于系统的温度和/或压力需要，该离心式压缩机压缩工作流体并将压缩的工作流体供应至期望的出口压力。相对较高压力的气体从压缩机312排放并且通过制冷剂管线流动到各种不同的传热回路部件，例如冷凝器、膨胀器和蒸发器。沿着各种不同的传热回路部件，工作流体可以被提供至气体轴承，或者可以被提供至用于将高压力流体供应至气体轴承的流体分离的外部供应系统(例如，图2中的外部供应系统240)。外部供应系统可以包括各种不同的部件，例如，接收器罐、加热器、泵、过滤器、或用于工作流体的其他处理设备。
气体轴承330将离心式压缩机312的轴313径向地支撑在压缩机的壳体中。气体轴承330可以包括具有流体入口332和出口334的轴承壳体331。高压力气体源305流体地连接到轴承壳体331的流体入口332以用于供应高压力流体。气体轴承330被配置成使得该气体轴承使用高压力流体以在气体轴承的表面与轴之间形成流体层，以便当轴313正在旋转时支撑该轴313。在一个实施例中，连接到高压力气体源305的轴承壳体331的流体入口332可以连接到传热回路部件的至少一个制冷剂管线和/或连接到高压力流体的外部供应系统(例如，图2中的外部供应系统240)。
轴承壳体331的(一个或多个)出口334流体地连接到压缩机312的抽吸口和/或连接到减压器345，以用于使高压力气体从气体轴承排出。应当理解，轴承壳体331的(一个或多个)出口中的每个出口可以被组合为到压缩机312的抽吸口和/或减压器345的单一入口，使得该减压器345可以被用于降低轴承壳体331中的排出压力。也就是说，减压器345可以被用于降低气体轴承330的(一个或多个)出口334处的排出压力，使得可以跨气体轴承330将压力差控制和/或维持在预定值，该预定值例如为至少40PSI，或至少60PSI，或等于或大约100PSI。
减压器345可以包括连接到压缩机312的抽吸管线的文丘里管，其中在压缩机312的抽吸口处的工作流体的流被用作用于文丘里管的动力流体。应当理解，在一个实施例中，动力流体处于提供给压缩机312的最低压力，其中文丘里管在该文丘里管的喉部346处形成局部低压力区域以用于使轴承排气。旁通管线347可以设置在文丘里管周围，以用于在操作期间隔离该文丘里管或用于控制流动通过该文丘里管的动力流体的量。可选地，多个阀348可以设置在抽吸管线和/或旁通管线中以隔离和/或使用文丘里管345。轴承壳体331的(一个或多个)出口334、旁通管线347和/或多个阀348被连接成使得，当动力流体流动通过文丘里管345时，(一个或多个)出口334处的高压力气体可以被抽取到文丘里管345中，例如在文丘里管的喉部346处或附近被抽取到文丘里管345中。
虽然图3将(一个或多个)气体轴承330示出为单一单元，但是应当理解，(一个或多个)气体轴承330可以是径向地支撑(一个或多个)轴的单一轴承或多个轴承，其中每个轴承在相应的轴承壳体的流体入口处接收高压力流体，并且在相应的轴承的出口处将工作流体排出到压缩机的抽吸口。例如，(一个或多个)气体轴承230可以包括径向地支撑压缩机的轴的多个径向轴承，使得轴通过在该轴与气体轴承的表面层之间形成流体层而在该气体轴承内同心地旋转。附加地或替代性地，(一个或多个)气体轴承330可以包括多个入口和多个出口以用于在轴与(一个或多个)轴承壳体之间分布高压力流体。应当理解，被分布的高压力流体在表面层与轴之间受压，使得该被分布的高压力流体在(一个或多个)轴承壳体与(一个或多个)轴之间形成一层流动的加压流体。该层流动的加压气体层沿径向方向支撑该轴并且支撑由压缩机产生的径向载荷。以这种方式，(一个或多个)气体轴承支撑该轴及其径向载荷，以确保轴在径向方向上处于其正确位置。
例如，在非限制性实施例中，轴可以设置在轴承壳体331的孔内。轴包括沿该轴的长度延伸的纵向轴线。在一个实施例中，轴与气体轴承330之间的间隙可以为等于或大约2微米至等于或大约100微米。在一个实施例中，间隙可以为大约或小于25微米。较大的间隙意味着较低的刚度和通过气体轴承330的较大的泄漏。间隙的选择可以取决于例如转子-轴承系统所需的刚度。在操作中，轴围绕纵向轴线旋转。轴在径向方向上经受偏转。为减小径向方向上的移动量，可以使用减压器345来减小气体轴承330的出口压力，以增加跨气体轴承330的压力差。在一个实施例中，压力差可以是例如等于或高于60PSI。
在一个实施例中，减压器345可以包括用于控制(一个或多个)轴承壳体331的(一个或多个)出口334处的排出压力的控制器(例如，图2中的控制器250)。控制器可以从用于监测压缩机的状况的多个不同的源接收数据，该多个不同的源包括但不限于：(一个或多个)气体轴承的(一个或多个)入口和/或(一个或多个)出口处或附近的(一个或多个)压力传感器；压缩机壳体上的(一个或多个)振动传感器；(一个或多个)压缩机的抽吸口处的(一个或多个)压力传感器；高压力气体源上的水平传感器；压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀器的排放处的环境温度的温度传感器等；压缩机的高压力气体源或排放处的压力传感器；(一个或多个)压缩机的旋转速度等。控制器然后可以控制减压器345，例如通过控制通过文丘里管的流，例如通过接通和关停真空泵系统，调整定位，或控制喉部尺寸，从而减小轴承壳体的出口处的排出压力。控制器可以包括处理器和存储一组非易失性指令的存储器，该一组非易失性指令当被执行时调整对文丘里管345的控制以引起更高的真空压力。应当理解，虽然关于某些速度或压力差讨论了该控制，但是对排出压力的控制可以依据压缩机系统及其需要而变化和/或连续地调整。还应当理解，如本文所描述的“控制器”可以包括多个离散的或互连的部件，其在一个实施例中包括存储器(未示出)和处理器(未示出)，或连接到压缩机/传热回路系统的主控制器。
在一个实施例中，在压缩机312的操作期间，该压缩机312压缩在该压缩机的抽吸入口处接收的工作流体。气体轴承330从高压力气体源接收高压力气体，并且将该高压力气体分布在气体轴承330的表面层与轴313之间，使得该高压力气体在轴承壳体331与轴313之间形成一层流动的加压流体膜。该层流动的加压流体沿径向方向支撑该轴并且抵消由压缩机312产生的径向载荷。然后高压力气体离开(例如，排出出)(一个或多个)气体轴承出口334，并且经由压缩机312的抽吸入口返回到传热回路。气体轴承330在轴与该气体轴承330之间可以具有间隙，该间隙为等于或大约2微米至等于或大约100微米。在一个实施例中，通过控制和/或维持跨气体轴承330的压力差(例如，至少60PSI的压力差)，间隙可以为大约或小于25微米。例如，压缩机的排放可以提供高压力气体(例如，工作流体)，该高压力气体以等于或大约80PSI被提供至轴承壳体331的流体入口332。由于高压力气体被气体轴承330分布并且返回到压缩机的抽吸口，气体轴承出口334处的压力可以为等于或大约20PSI的排出压力。
高压力气体的排出可以在第一状态下操作，在该第一状态中，离开气体轴承出口334的高压力气体可以以第一压力P1和第一体积V1操作。然而，压力差可能需要被控制和/或调整以提高轴的稳定性和/或维持跨气体轴承的压力差，例如用以防止和/或减小轴相对于气体轴承的非同步旋转。例如，HVACR系统中的操作条件可能会变化，例如由于压缩机的载荷降低和/或速度减小和/或较高的环境温度和/或排放压力降低，这可能导致跨气体轴承的压力差降低。此外，随着压缩机312的旋转速度增加，可能需要更高的压力差来提供对旋转轴的适当支撑。为了补偿轴承330的入口332处的高压力气体的压力降低或为了增加压力差，可以使用减压器345通过减小气体轴承330的出口处的排出压力，来将跨气体轴承330的压力差控制和/或维持在该压力差的预定值处。
当气体轴承330的出口处的排出压力需要降低以维持压力差或增加压力差时，可以使用控制器(例如，图2中的控制器250)来控制通过文丘里管345的工作流体的流，以增加从气体轴承330的出口334抽取的高压力气体的量、和/或减少高压力气体直接到压缩机312的抽吸口的排出，例如通过对阀的控制。也就是说，在一个实施例中，高压力气体的排出可以在第二状态下操作，在该第二状态中，抽吸压力降低至小于P1的第二压力P2，和/或第二体积V2大于第一体积V1。例如，随着通过文丘里管的工作流体的量增加，该文丘里管345在该文丘里管处产生更强的抽真空效果，这降低了轴承壳体331的出口处的排出压力，从而导致第二压力P2低于第一压力P1。由于可以控制动力流体的流以增加文丘里管345处或附近的抽吸压力，因此可以增加从气体轴承430抽取的高压力气体的量，例如V2>V1，使得可以降低轴承壳体331的出口334处的排出压力，以控制和/或维持压力差。例如，如果压缩机312正在以50,000RPM操作并且环境温度升高，则该压缩机312的排放压力可以从80PSI下降到70PSI，这导致到气体轴承330的高压力气体的供应压力下降至70PSI。为了将压力差控制和/或维持在等于或高于60PSI，可以控制动力流体的流以将(一个或多个)轴承壳体331的出口处的排出压力从20PSI降低到10PSI。
类似地，为了提高轴在较高旋转速度下的稳定性，例如当将压缩机速度从50,000RPM提高到60,000RPM时，可以增加压力差以提供对轴的附加支撑。例如，可以控制文丘里管使得动力流体的流增加以形成更高的抽吸压力，从而减小(一个或多个)气体轴承出口334处的排出压力。也就是说，如果到气体轴承330的高压力气体的供应压力从80PSI增加到85PSI，则(一个或多个)轴承壳体331的出口334处的排出压力可以从20PSI降低到15PSI，以将压力差从60PSI增加到70PSI。
在另一实施例中，由于压缩机的操作条件的改变，为了增加或维持压力差，可以使用控制器(例如，图2中的控制器250)来控制通过文丘里管345的工作流体的流，例如对阀进行控制，以便降低从气体轴承330的出口抽取的高压力气体的量。例如，如果压缩机312从排放到抽吸以100PSID操作，并且增加到200PSID，则轴承330的出口334处的压力可以从40PSI增加到100PSI以将跨该轴承的压力差维持或增加到100PSI，而不是控制到气体轴承330的入口332的供应压力，例如通过对到气体轴承330的供应进行节流。由于动力流体的流可以被控制以减少，因此可以提高轴承壳体331的出口334处的排出压力以控制和/或维持压力差。
还应当理解，在一个实施例中，文丘里管包括可调整的喉部，并且旁通管线可以是可选的。在具有可调整的喉部的文丘里管中，可以调整文丘里管的喉部尺寸，例如使用柱塞、闸门、板、阀等，其能够减小文丘里管的喉部的横截面积，从而可以控制和/或调整流动通过文丘里管的动力流体的量和/或速率。应当理解，在该实施例中，来自气体轴承330的出口334的全部高压力气体可以排出到文丘里管。为了降低气体轴承330的排出压力，可以减小喉部的面积，通过至少增加通过文丘里管的动力流体的速率，来增加减压器345的抽吸压力。
图4是根据一个实施例的具有减压器445的气体轴承430的示意图。图4中的气体轴承430可以被用在HVACR系统的传热回路(例如，图1中的传热回路10)的离心式压缩机(例如，图1中的压缩机12和/或图2中的压缩机211)中。传热回路可以包括压缩机412、高压力气体源405和气体轴承430，该高压力气体源405可以包括传热回路部件，例如冷凝器、膨胀器和蒸发器。在一个实施例中，压缩机412可以是单级、双级或多级压缩机，其可以是离心式压缩机、螺杆式压缩机、涡旋式压缩机等。在离心式压缩机的实施例中，离心式压缩机可以基于例如压缩机的尺寸和类型以不同的速度范围操作。例如，在一个实施例中，离心式压缩机可以从等于或大约10,000转每分钟(RPM)至等于或大约50,000转每分钟(RPM)并高达等于或大约150,000转每分钟(RPM)或介于其之间来操作。离心式压缩机包括壳体和轴，该轴以受控的RPM相对于壳体旋转。传热回路、压缩机、气体轴承和/或减压器的其他特征可以与以上在图1至图3中所讨论的系统的特征相同或相似。减压器445包括压缩机412的入口引导叶片，如下文进一步讨论的。
如图4所示的压缩机412是离心式压缩机，该离心式压缩机压缩工作流体并将压缩的工作流体供应至期望的出口压力，例如基于系统的温度和/或压力需要。相对较高压力的气体从压缩机412排放并且通过制冷剂管线流动到各种不同的传热回路部件，例如冷凝器、膨胀器和蒸发器。沿着各种不同的传热回路部件，工作流体可以被提供至气体轴承，或者可以被提供至用于将高压力流体供应至气体轴承的流体分离的外部供应系统(例如，图2中的外部供应系统240)。外部供应系统可以包括各种不同的部件，例如，接收器罐、加热器、泵、过滤器、或用于工作流体的其他处理设备。
气体轴承430将离心式压缩机412的轴413径向地支撑在压缩机的壳体中。气体轴承430可以包括具有流体入口432和出口434的轴承壳体431。高压力气体源405流体地连接到轴承壳体431的流体入口432以用于供应高压力流体。气体轴承430被配置成使得该气体轴承使用高压力流体以在气体轴承的表面与轴之间形成流体层，以便当轴413正在旋转时支撑该轴413。在一个实施例中，如图4所示，轴承壳体431的流体入口432连接到高压力气体源405，该高压力气体源405可以连接到传热回路部件的至少一个制冷剂管线和/或连接到高压力流体的外部供应系统(例如，图2中的外部供应系统240)。
轴承壳体431的(一个或多个)出口434流体地连接到压缩机412的抽吸口。应当理解，轴承壳体431的出口434中的每个出口可以被组合，使得减压器445可以被用于降低轴承壳体431中的排出压力。也就是说，减压器445可以被用于降低气体轴承430的出口434处的排出压力，使得可以跨气体轴承430将压力差控制和/或维持在预定值，该预定值例如为至少40PSI，或至少60PSI，或等于或大约100PSI。
在该实施例中，减压器445可以包括压缩机412的入口引导叶片。可以理解，入口引导叶片通常地在压缩机的启动时关闭并且逐渐地打开以将流体流引导至压缩机412的叶轮。在压缩机412的启动之后，当该压缩机以例如50,000RPM的速度(取决于压缩机的设计)操作时，入口引导叶片通常地处于完全打开位置，其操作速度和/或入口引导叶片的位置可能会更多或更少，或者可能取决于操作模式而变化。因为轴承壳体431的(一个或多个)出口434连接到压缩机412的抽吸口，所以可以理解，入口引导叶片可以被控制或调整到关闭或部分关闭位置以减小轴承壳体431的排出压力。应当理解，对入口引导叶片的位置的控制可以是压缩机412的操作速度与轴承的稳定性之间的平衡，其中入口引导叶片被部分关闭的量是与压缩机的用于期望的容量和/或温度的最佳和/或最有效的操作相平衡的。
虽然图4将(一个或多个)气体轴承430示出为单一单元，但是应当理解，(一个或多个)气体轴承430可以是径向地支撑(一个或多个)轴的单一轴承或多个轴承，其中每个轴承在相应的轴承壳体的流体入口处接收高压力流体，并且在相应的轴承的出口处将工作流体排出到压缩机的抽吸口。例如，(一个或多个)气体轴承430可以包括径向地支撑压缩机的轴的多个径向轴承，使得轴通过在该轴与气体轴承的表面层之间形成流体层而在该气体轴承内同心地旋转。附加地或替代性地，(一个或多个)气体轴承430可以包括多个入口和多个出口以用于在轴与(一个或多个)轴承壳体之间分布高压力流体。应当理解，被分布的高压力流体在表面层与轴之间受压，使得该被分布的高压力流体在(一个或多个)轴承壳体与(一个或多个)轴之间形成一层流动的加压流体。该层流动的加压气体层沿径向方向支撑该轴并且支撑由压缩机产生的径向载荷。以这种方式，(一个或多个)气体轴承支撑该轴及其径向载荷，以确保轴在径向方向上处于其正确位置。
例如，在非限制性实施例中，轴可以设置在轴承壳体431的孔内。轴包括沿该轴的长度延伸的纵向轴线。在一个实施例中，轴与气体轴承430之间的间隙可以为等于或大约2微米至等于或大约100微米。在一个实施例中，间隙可以为大约或小于25微米。较大的间隙意味着较低的刚度和通过气体轴承430的较大的泄漏。间隙的选择可以取决于例如转子-轴承系统所需的刚度。在操作中，轴围绕纵向轴线旋转。轴在径向方向上经受偏转。为减小径向方向上的移动量，可以使用减压器445来减小气体轴承430的出口压力，以增加跨气体轴承430的压力差。在一个实施例中，压力差可以是例如等于或高于60PSI。
在一个实施例中，减压器445可以包括用于控制(一个或多个)轴承壳体431的(一个或多个)出口434处的排出压力的控制器(例如，图2中的控制器250)。控制器可以从用于监测压缩机的状况的多个不同的源接收数据，该多个不同的源包括但不限于：(一个或多个)气体轴承的(一个或多个)入口和/或(一个或多个)出口处或附近的(一个或多个)压力传感器；压缩机壳体上的(一个或多个)振动传感器；(一个或多个)压缩机的抽吸口处的(一个或多个)压力传感器；高压力气体源上的水平传感器；压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀器的排放处的环境温度的温度传感器等；压缩机的高压力气体源或排放处的压力传感器；入口引导叶片的位置；(一个或多个)压缩机的旋转速度等。控制器然后可以控制减压器445，例如通过控制入口引导叶片的位置来减小轴承壳体的出口处的排出压力。控制器可以包括处理器和存储一组非易失性指令的存储器，该一组非易失性指令当被执行时调整对入口引导叶片的定位的控制以引起更高的真空压力。应当理解，虽然关于某些速度或压力差讨论了该控制，但是对排出压力的控制可以依据压缩机系统及其需要而变化和/或连续地调整。还应当理解，如本文所描述的“控制器”可以包括多个离散的或互连的部件，其在一个实施例中包括存储器(未示出)和处理器(未示出)，或连接到压缩机/传热回路系统的主控制器。
在一个实施例中，在压缩机412的操作期间，该压缩机412压缩在该压缩机的抽吸入口处接收的工作流体。气体轴承430从高压力气体源接收高压力气体，并且将该高压力气体分布在气体轴承430的表面层与轴413之间，使得该高压力气体在轴承壳体431与轴413之间形成一层流动的加压流体膜。该层流动的加压流体沿径向方向支撑该轴并且抵消由压缩机412产生的径向载荷。然后高压力气体离开(例如，排出出)(一个或多个)气体轴承出口434到压缩机412的抽吸入口。气体轴承430在轴413与该气体轴承430之间可以具有间隙，该间隙为等于或大约2微米至等于或大约100微米。在一个实施例中，通过控制和/或维持跨气体轴承430的压力差(例如，至少60PSI的压力差)，间隙可以为大约或小于25微米。例如，压缩机的排放可以提供高压力气体(例如，工作流体)，该高压力气体以等于或大约80PSI被提供至轴承壳体431的流体入口432。由于高压力气体被气体轴承430分布并且返回到压缩机的抽吸口，气体轴承出口434处的压力可以为等于或大约20PSI的排出压力。
高压力气体的排出可以在第一状态下操作，在该第一状态中，离开(一个或多个)气体轴承出口434的高压力气体可以通过将高压力气体直接排出到压缩机412的抽吸口而以第一压力P1和第一体积V1操作。然而，压力差可能需要被控制和/或调整以提高轴的稳定性和/或维持跨气体轴承的压力差，例如用以防止和/或减小轴相对于气体轴承的非同步旋转。例如，HVACR系统中的操作条件可能会变化，例如由于压缩机的载荷降低和/或速度减小和/或较高的环境温度和/或排放压力降低，这可能导致跨气体轴承的压力差降低。此外，随着压缩机412的旋转速度增加，可能需要更高的压力差来提供对旋转轴的适当支撑。因此，在一个实施例中，高压力气体的排出可以在第二状态下操作，在该第二状态中，抽吸压力降低至小于P1的第二压力P2，例如P2＜P1，和第二体积V2，其中V2＞V1。也就是说，为了补偿轴承430的入口432处的高压力气体的压力降低或为了增加压力差，可以使用减压器445通过减小气体轴承430的出口处的排出压力，来控制和/或维持跨气体轴承430的压力差。
因此，当气体轴承430的出口压力需要降低以控制和/或维持压力差时，可以使用控制器(例如，图2中的控制器250)来控制入口引导叶片的位置。也就是说，随着入口引导叶片被调整到关闭或部分关闭位置，因为压缩机在抽吸口处以导致低于第一压力P1的第二压力P2的速度操作，因此在压缩机412的抽吸入口处形成较低的抽吸压力。由于通过调整入口引导叶片的位置可以获得较低的压力，因此可以增加从气体轴承430抽取的高压力气体的量，例如V2>V1，使得可以降低轴承壳体431的出口处的排出压力，以控制和/或维持压力差。例如，如果压缩机412正在以50,000RPM操作并且环境温度升高，则该压缩机412的排放压力可以从80PSI下降到70PSI，这导致到气体轴承430的高压力气体的供应压力下降至70PSI。为了将压力差控制和/或维持在等于或高于60PSI，可以部分地关闭入口引导叶片以将(一个或多个)轴承壳体431的出口处的排出压力从20PSI降低到10PSI。
类似地，为了提高轴在较高旋转速度下的稳定性，例如当将压缩机速度从50,000RPM增加到60,000RPM时，可以增加压力差以提供对轴的附加支撑。例如，可以控制入口引导叶片关闭以在压缩机的抽吸口处形成更高的抽吸压力，这减小了(一个或多个)气体轴承出口434处的排出压力。也就是说，如果到气体轴承430的高压力气体的供应压力从80PSI增加到85PSI，则通过控制入口引导叶片的位置，(一个或多个)轴承壳体431的出口434处的排出压力可以从20PSI降低到15PSI，以将压力差从60PSI增加到70PSI。
方面
应当理解，方面1-14中的任何一个方面都可以与方面15-17中的任何一个方面组合。方面15-17中的任何一个方面可以与方面1-14中的任何一个方面组合。
方面1.一种传热回路，包括：流体地连接在一起的压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器，其中，所述压缩机包括壳体和轴，所述轴能够相对于所述壳体旋转以压缩在抽吸入口处接收的工作流体，所述轴被气体轴承支撑，所述气体轴承包括具有流体入口和出口的轴承壳体；高压力气体源，所述高压力气体源流体地连接到所述轴承壳体的所述流体入口，以用于将高压力流体供应到所述气体轴承的所述流体入口，使得所述气体轴承被配置成当所述轴正在旋转时支撑该轴；和减压器，所述减压器连接到所述气体轴承的所述出口，以用于减小所述气体轴承的排出压力。
方面2.根据方面1所述的传热回路，其中，所述高压力气体源包括管道，所述管道从所述冷凝器、所述蒸发器、或所述冷凝器与所述蒸发器之间中的至少一个延伸并且延伸到所述压缩机，其中所述管道被配置成将所述工作流体的一部分供应到所述气体轴承的所述流体入口中。
方面3.根据方面2所述的传热回路，其中，所述工作流体的所述一部分是来自所述传热回路的气体和液态流体的混合物。
方面4.根据方面1-3中任一方面所述的传热回路，其中，所述高压力气体源与所述传热回路流体地分离。
方面5.根据方面1-4中任一方面所述的传热回路，其中，所述压缩机是离心式压缩机，并且所述轴被配置成以从等于或大约10,000转每分钟的最小值至等于或大约150,000转每分钟的最大值而旋转。
方面6.根据方面5所述的传热回路，其中，所述减压器包括所述离心式压缩机的入口引导叶片，其中当所述入口引导叶片至少部分地关闭时，所述减压器减小所述气体轴承的所述排出压力。
方面7.根据方面1-6中任一方面所述的传热回路，其中，所述减压器包括连接到所述离心式压缩机的抽吸管线的文丘里管，其中所述减压器被配置成使用所述工作流体作为用于所述文丘里管的动力流体以减小所述气体轴承的所述排出压力。
方面8.根据方面7所述的传热回路，还包括所述文丘里管周围的旁通管线。
方面9.根据方面7所述的传热回路，其中，所述文丘里管的喉部尺寸是能够调整的。
方面10.根据方面1-9中任一方面所述的传热回路，其中，所述气体轴承是径向地支撑所述轴的径向轴承。
方面11.根据方面1-10中任一方面所述的传热回路，其中，所述气体轴承是空气静力轴承或混合轴承。
方面12.根据方面1-11中任一方面所述的传热回路，其中，所述空气静力轴承是箔片轴承或凹槽轴承，或者所述混合轴承由包括碳-石墨材料的多孔介质制成或者是固定几何形状的孔口供给混合气体轴承。
方面13.根据方面1-12中任一方面所述的传热回路，其中，跨所述气体轴承的在所述轴承壳体的所述流体入口的压力与所述排出压力之间的压力差为至少60PSI。
方面14.根据方面1-13中任一方面所述的传热回路，还包括用于控制所述减压器的控制器。
方面15.一种用于控制跨气体轴承的压力差的方法，其中，所述气体轴承支撑用于传热回路的压缩机的轴，所述传热回路包括流体地连接在一起的所述压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器，所述方法包括：通过所述轴的旋转压缩在所述压缩机的抽吸入口处接收的工作流体；在所述气体轴承的轴承壳体的流体入口处接收来自高压力气体源的流体，其中所述气体轴承构造成使用来自所述高压力气体源的流体在所述轴承壳体的表面与所述轴之间形成膜；在所述轴承壳体的出口处从所述轴承壳体排出所述流体；和减小从所述轴承壳体的所述出口排出的所述流体的排出压力。
方面16.根据方面15所述的方法，其中，所述压缩机是离心式压缩机，并且其中通过至少部分地关闭所述离心式压缩机的入口引导叶片来减小从所述轴承壳体的所述出口排出的所述流体的所述排出压力。
方面17.根据方面15-16中任一方面所述的方法，其中，所述传热回路还包括连接到所述压缩机的所述抽吸入口的文丘里管，并且其中通过增加通过所述文丘里管的工作流体的量来减小从所述轴承壳体的所述出口排出的所述流体的所述排出压力，其中所述工作流体是用于所述文丘里管的动力流体。
本说明书中所使用的术语意在描述具体的实施例而不是意在限制。除非另有明确说明，否则术语“一”、“一种”和“所述”、“该”也包括复数形式。术语“包括”和/或“包含”当被使用时，指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件。
关于前面的描述，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在细节上进行改变，尤其是在所采用的结构材料以及零部件的形状、尺寸和布置方面。“实施例”一词可以但不一定指代同一实施例。实施例和公开内容仅是示例。在不脱离其基本范围的情况下可以设想其他和进一步的实施例，由所附权利要求来指示本公开的真实范围和精神。

Claims (17)

1.一种传热回路，包括：
流体地连接在一起的压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器，
其中，所述压缩机包括壳体和轴，所述轴能够相对于所述壳体旋转以压缩在抽吸入口处接收的工作流体，所述轴被气体轴承支撑，所述气体轴承包括具有流体入口和出口的轴承壳体；
高压力气体源，所述高压力气体源流体地连接到所述轴承壳体的所述流体入口，以用于将高压力流体供应到所述气体轴承的所述流体入口，使得所述气体轴承被配置成当所述轴正在旋转时支撑该轴；和
减压器，所述减压器连接到所述气体轴承的所述出口，以用于减小所述气体轴承的排出压力。
2.根据权利要求1所述的传热回路，其中，所述高压力气体源包括管道，所述管道从所述冷凝器、所述蒸发器、或所述冷凝器与所述蒸发器之间中的至少一者延伸并且延伸到所述压缩机，其中所述管道被配置成将所述工作流体的一部分供应到所述气体轴承的所述流体入口中。
3.根据权利要求2所述的传热回路，其中，所述工作流体的所述一部分是来自所述传热回路的气体和液态流体的混合物。
4.根据权利要求1所述的传热回路，其中，所述高压力气体源与所述传热回路流体地分离。
5.根据权利要求1所述的传热回路，其中，所述压缩机是离心式压缩机，并且所述轴被配置成以从等于或大约10,000转每分钟的最小值至等于或大约150,000转每分钟的最大值而旋转。
6.根据权利要求5所述的传热回路，其中，所述减压器包括所述离心式压缩机的入口引导叶片，其中当所述入口引导叶片至少部分地关闭时，所述减压器减小所述气体轴承的所述排出压力。
7.根据权利要求1所述的传热回路，其中，所述减压器包括连接到所述离心式压缩机的抽吸管线的文丘里管，其中所述减压器被配置成使用所述工作流体作为用于所述文丘里管的动力流体以减小所述气体轴承的所述排出压力。
8.根据权利要求7所述的传热回路，还包括所述文丘里管周围的旁通管线。
9.根据权利要求7所述的传热回路，其中，所述文丘里管的喉部尺寸是能够调整的。
10.根据权利要求1所述的传热回路，其中，所述气体轴承是径向地支撑所述轴的径向轴承。
11.根据权利要求1所述的传热回路，其中，所述气体轴承是空气静力轴承或混合轴承。
12.根据权利要求11所述的传热回路，其中，所述空气静力轴承是箔片轴承或凹槽轴承，或者所述混合轴承由包括碳-石墨材料的多孔介质制成或者是固定几何形状的孔口供给混合气体轴承。
13.根据权利要求1所述的传热回路，其中，跨所述气体轴承的在所述轴承壳体的所述流体入口的压力与所述排出压力之间的压力差为至少60PSI。
14.根据权利要求1所述的传热回路，还包括用于控制所述减压器的控制器。
15.一种用于控制跨气体轴承的压力差的方法，其中，所述气体轴承支撑用于传热回路的压缩机的轴，所述传热回路包括流体地连接在一起的所述压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器，所述方法包括：
通过所述轴的旋转压缩在所述压缩机的抽吸入口处接收的工作流体；
在所述气体轴承的轴承壳体的流体入口处接收来自高压力气体源的流体，其中所述气体轴承构造成使用来自所述高压力气体源的流体在所述轴承壳体的表面与所述轴之间形成膜；
在所述轴承壳体的出口处从所述轴承壳体排出所述流体；和
减小从所述轴承壳体的所述出口排出的所述流体的排出压力。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述压缩机是离心式压缩机，并且其中通过至少部分地关闭所述离心式压缩机的入口引导叶片来减小从所述轴承壳体的所述出口排出的所述流体的所述排出压力。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述传热回路还包括连接到所述压缩机的所述抽吸入口的文丘里管，并且其中通过增加通过所述文丘里管的工作流体的量来减小从所述轴承壳体的所述出口排出的所述流体的所述排出压力，其中所述工作流体是用于所述文丘里管的动力流体。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11852150B2 (en) * 2021-12-30 2023-12-26 Trane International Inc. Gas bearing management for a compressor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8021127B2 (en) * 2004-06-29 2011-09-20 Johnson Controls Technology Company System and method for cooling a compressor motor
GB201122142D0 (en) * 2011-12-21 2012-02-01 Venus Systems Ltd Centrifugal compressors
EP2901017B1 (en) * 2012-09-12 2020-06-03 FMC Technologies, Inc. Up-thrusting fluid system
CN105051466B (zh) * 2013-03-25 2017-09-05 开利公司 压缩机轴承冷却
CN106015032B (zh) * 2016-06-28 2018-05-22 杭州万辰机电科技有限公司 离心压缩机
US10724546B2 (en) * 2016-08-05 2020-07-28 Daikin Applied Americas Inc. Centrifugal compressor having a casing with an adjustable clearance and connections for a variable flow rate cooling medium, impeller clearance control apparatus for centrifugal compressor, and impeller clearance control method for centrifugal compressor
JP6871041B2 (ja) * 2017-03-30 2021-05-12 三菱重工コンプレッサ株式会社 シール装置及び圧縮機
DE112019002451T5 (de) * 2018-05-15 2021-03-04 Lg Electronics Inc. Turboverdichter
FR3085187B1 (fr) * 2018-08-22 2020-09-18 Danfoss As Un turbocompresseur ayant une zone de contact flexible entre un manchon de palier et une partie de compresseur fixe.
CN114450540A (zh) * 2019-09-30 2022-05-06 特灵国际有限公司 压缩机轴的气体轴承的冷却

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