[发明专利]离心压缩机和用于离心压缩机的磁轴承备用系统

说明书

一种离心压缩机(22、22’)，包括壳体(30)、叶轮(34a、34b)、马达(38)、扩散器(36a、36b)、磁轴承(44、46)和磁轴承备用系统(50)，该磁轴承备用系统包括至少一个动态气体轴承(80)和至少一个静压气体轴承(82)。叶轮(34a、34b)附接到能绕旋转轴线(X)旋转的轴(42)。马达(38)构造和布置成使轴(42)旋转，从而使叶轮(34a、34b)旋转。磁轴承(44、46)能旋转地支承轴(42)。磁轴承备用系统(50)构造和布置成在磁轴承(44、46)停止运转时支承轴(42)。磁轴承备用系统(50)的至少一个动态气体轴承(80)和至少一个静压气体轴承(82)相对于磁轴承(44、46)径向向内配置。

背景技术

技术领域

本发明总体上涉及一种用于冷却器系统的离心压缩机。更具体而言，本发明涉及一种具有磁轴承备用系统的离心压缩机。

背景技术

冷却器系统是从介质中去除热量的制冷机器或装置。通常使用诸如水之类的液体作为介质，并且冷却器系统在蒸气压缩制冷循环中运转。该液体接着能通过热交换器进行循环，以根据需要对空气或装备进行冷却。作为必要的副产品，制冷会产生废热，必须将其排放到环境中，或者为了获得更高的效率，将其回收以用于加热的目的。常规的冷却器系统通常使用离心压缩机，该离心压缩机通常被称为涡轮压缩机。因此，这种冷却器系统可以被称为涡轮冷却器。替代地，能使用其它类型的压缩机，例如螺杆压缩机。

在常规的(涡轮)冷却器中，制冷剂在离心压缩机中被压缩并被送到热交换器，在上述热交换器中，在制冷剂与热交换介质(液体)之间发生热交换。这种热交换器被称为冷凝器，因为制冷剂在该热交换器中冷凝。其结果是，热量被传递到介质(液体)以加热介质。离开冷凝器的制冷剂通过膨胀阀膨胀，并被送到另一个热交换器，在该热交换器中，在制冷剂与热交换介质(液体)之间发生热交换。该热交换器被称为蒸发器，因为制冷剂在该热交换器中加热(蒸发)。其结果是，热量从介质(液体)传递到制冷剂，从而使液体冷却。来自蒸发器的制冷剂接着返回到离心压缩机，并重复该循环。所用的液体通常是水。

常规的离心压缩机基本上包括壳体、入口导叶、叶轮、扩散器、马达、各种传感器以及控制器。制冷剂依次流过入口导叶、叶轮以及扩散器。因而，入口导叶联接到离心压缩机的进气端口，而扩散器联接到叶轮的出气端口。入口导叶对进入叶轮的制冷剂气体的流量进行控制。叶轮增大制冷剂气体的速度。扩散器用于将由叶轮给出的制冷剂气体的速度(动态压力)转换成(静态)压力。马达使叶轮旋转。控制器控制马达、入口导叶以及膨胀阀。以这种方式，制冷剂在常规的离心压缩机中被压缩。常规的离心压缩机可具有一级或双级。马达经由轴使一个或多个叶轮旋转。轴承系统支承马达的轴。

常规离心压缩机中的轴承系统可包括气体轴承。气体轴承使用制冷剂气体来支承马达的轴。例如，参见美国专利第5,857,348号。

发明内容

在离心压缩机中，磁轴承也可用作轴承系统。磁力轴承使用磁力对马达的旋转轴进行支承。尽管磁轴承具有在没有物理接触的情况下支承旋转轴而不需要润滑油的优点，但在动力或控制系统故障的情况下，磁轴承需要备用轴承系统。

作为用于磁轴承的备用轴承系统，可使用包括滚珠轴承或陶瓷轴承的滚动元件轴承。然而，已知滚珠轴承需要润滑油，并且这种油润滑的轴承在可靠性方面可能是不够的。还已知陶瓷轴承虽然不需要润滑油，但成本相对较高。

因此，本发明的目的在于提供一种具有磁轴承备用系统的离心压缩机，该轴承备用系统不需要润滑油，并且实现了相对低的成本和相对高的可靠性。