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压缩机及冷却系统的制作方法

2021-08-17 13:42:00 来源:中国专利 TAG:压缩机 冷却 系统
压缩机及冷却系统的制作方法

本发明涉及一种压缩机和冷却系统。



背景技术:

通常,冷却系统是用于向冷水需求端供应冷水的装置,其特征在于,通过使在制冷系统中进行循环的制冷剂与在冷水需求端和制冷系统之间进行循环的冷水之间进行热交换,来对所述冷水进行冷却。这种冷却系统作为大容量设备,可以设置在大型建筑物等。

在韩国授权专利公报第10-1084477号中,公开了一种现有的冷却系统。公报中公开的所述冷却系统,存在有在进行旋转运动的压缩机中发生喘振(surge)现象的问题。喘振是指,在压缩机的压缩比相对于制冷剂的流量较高时将会发生,并且压缩机的旋转体进行空转,从而使制冷剂的流动变得不规则的现象。当发生这种喘振现象时,压缩机无法产生比系统的压力阻力更高的压力。

由此,当发生喘振现象时,将会反复发生制冷剂的逆流,从而存在有压缩机频繁受损的问题。

因此,需要找到一种能够防止因在冷却系统中所产生的喘振现象而引起的压缩机受损的方案。

另外,在应用了通常的止推轴承(气箔轴承:gasfoilbearing)的压缩机中,止推轴承的磨损异常频繁。在现有技术中,只能在轴承发生破损或即将发生损坏时才能掌握该情况,从而存在有难以使冷却系统进行连续工作的问题和效率低下的问题。



技术实现要素:

本发明所要解决的课题在于提供一种压缩机,所述压缩机能够事先预防因压缩机中的轴承的磨损所引起的压缩机的异常动作,并且通过测量轴承的磨损程度,来能够预知压缩机的寿命和预期维护时间。

本发明的另一课题在于,当在压缩机中意外发生异常动作时,防止压缩机和轴承受损。

本发明的又一课题在于,当在压缩机中发生旋转轴的偏心时,通过将从压缩机吐出的制冷剂供应到形成偏心的一侧来防止旋转轴的偏心,并且防止压缩机和轴承受损。

本发明的课题不限于以上提及到的课题,本领域技术人员可以通过以下记载清楚地理解未提及的其他课题。

为了解决所述课题,本发明的实施例的压缩机的特征在于,基于止推轴承(thrustbearing)的表面粗糙度,运算出压缩机的寿命和预期维护时间。

另外,本发明一实施例的压缩机的特征在于,将从压缩机中吐出的制冷剂供应到位于发生偏心的旋转轴的一侧的叶轮侧。

具体而言,本发明的压缩机包括:一个以上的叶轮,其沿着轴向吸入制冷剂并朝向离心方向压缩所述制冷剂;旋转轴,所述叶轮和用于使所述叶轮进行旋转的马达连接于其;止推轴承,其对所述旋转轴进行支撑;轴承状态传感器,其用于测量所述止推轴承的表面粗糙度;以及控制部,其基于所述止推轴承的表面粗糙度而控制所述马达。

在所述止推轴承的表面粗糙度值超过第一基准粗糙度值的情况下,所述控制部可以将所述马达的rpm(转速)控制成小于正常rpm。

在所述止推轴承的表面粗糙度值超过第二基准粗糙度值的情况下,所述控制部可以控制所述马达,使得所述马达停止。

本发明的压缩机还可以包括输出部,其将视觉信息或听觉信息传递给用户,在所述止推轴承的表面粗糙度值超过第二基准粗糙度值的情况下,所述控制部可以将所述输出部控制成所述输出部输出警报。

另外,本发明还可以包括输出部,其将视觉信息或听觉信息传递给用户,在所述止推轴承的表面粗糙度值超过第一基准粗糙度值的情况下,所述控制部可以基于所述止推轴承的表面粗糙度值而预测压缩机的寿命,并且可以通过所述输出部输出所述压缩机的寿命。

另外,所述轴承状态传感器可以包括摄像机,其用于拍摄所述止推轴承的一个表面。

所述轴承状态传感器可以包括:出光部,其用于向所述止推轴承的一个表面上发射光;以及受光部,其接收从所述出光部发射且被所述止推轴承的一个表面反射而重新返回的光。

所述轴承状态传感器可以对所述止推轴承发射磁场,并且可以对因所述止推轴承的表面粗糙度而发生变化的电感(inductance)进行测量。

所述叶轮可以包括:第一叶轮;以及第二叶轮,其对被所述第一叶轮压缩了的制冷剂进行再压缩,所述压缩机还可以包括旁通单元,其将从所述第二叶轮吐出的制冷剂中的至少一部分选择性地供应到所述第一叶轮或所述第二叶轮。

另外,本发明的压缩机还可以包括间隙传感器,其用于测量所述旋转轴的位置,所述控制部可以基于所述旋转轴的位置信息而对所述旋转轴的偏心发生与否进行判断,并且可以控制所述旁通单元,使得所述制冷剂供应到所述旋转轴发生偏心的一侧的叶轮。

另外,本发明的压缩机包括:第一叶轮和第二叶轮,所述第一叶轮沿着轴向吸入制冷剂并压缩所述制冷剂,所述第二叶轮对被所述第一叶轮压缩了的制冷剂进行再压缩;旋转轴,所述第一叶轮、第二叶轮以及用于使所述叶轮进行旋转的马达连接于其;间隙传感器,其用于测量所述旋转轴的位置;旁通单元,其用于将从所述第二叶轮吐出的制冷剂中的至少一部分选择性地供应到所述第一叶轮或所述第二叶轮;以及控制部,其基于由所述间隙传感器测量到的所述旋转轴的位置而控制所述旁通单元。

所述控制部可以基于所述旋转轴的位置信息而对所述旋转轴是否发生偏心进行判断,并且可以控制所述旁通单元,使得所述制冷剂供应到位于发生偏心的所述旋转轴的一侧的叶轮。

在所述旋转轴朝向所述第一叶轮的一侧发生偏心的情况下,所述控制部可以控制所述旁通单元,使得从所述第二叶轮吐出的制冷剂中的一部分供应到所述第一叶轮。

在所述旋转轴朝向所述第二叶轮的一侧发生偏心的情况下,所述控制部可以控制所述旁通单元,使得从所述第二叶轮吐出的制冷剂中的一部分供应到所述第一叶轮。

所述旁通单元可以包括:第一旁通配管,其用于使所述第二叶轮的吐出端和所述第一叶轮的吸入端相连接;第二旁通配管,其用于使所述第二叶轮的吐出端和所述第二叶轮的吸入端相连接;第一旁通阀,其用于开闭所述第一旁通配管;以及第二旁通阀,其用于开闭所述第二旁通配管。

在所述旋转轴朝向所述第二叶轮的一侧(方向)发生偏心的情况下,所述控制部可以打开所述第二旁通阀,并且可以关闭所述第一旁通阀。

在所述旋转轴朝向所述第一叶轮的一侧(方向)发生偏心的情况下,所述控制部可以打开所述第一旁通阀,并且可以关闭所述第二旁通阀。

另外,本发明的冷却系统包括上述的压缩机。

其他实施例的具体内容包含在详细说明和附图中。

根据本发明的压缩机及冷却系统,具有以下一种或一种以上的效果。

第一,根据本发明,基于轴承的粗糙度而预测轴承的寿命,因此,存在有能够事先预防因轴承的磨损所引起的压缩机的异常动作,并且能够预知压缩机的寿命和预期维护时间的优点。

第二,根据本发明,由于可以将旋转轴调节成其位置不发生偏心,因此,存在有能够提高压缩机的效率,并且能够防止压缩机和轴承受损的优点。

第三,根据本发明,通过将从压缩机吐出的制冷剂的一部分重新供应到发生偏心的旋转轴的一侧的叶轮侧,来能够以简单的结构和低成本防止旋转轴发生偏心的优点。

本发明的效果不限于以上提及的效果,并且本领域技术人员可以从权利要求的描述中清楚地理解未提及的其他效果。

附图说明

图1是示出了本发明一实施例的冷却系统的图。

图2是示出了本发明一实施例的压缩机的立体图。

图3是沿着图2的s1-s11线截取的剖视图。

图4a是放大了图3的a区域的放大图。

图4b是放大了图3的b区域的放大图。

图5是示出了本发明一实施例的压缩机和其周边连接配管的图。

图6是示出了连接于控制部的多个构成之间的关系的框图。

图7是示出了图5的压缩机在工作时的制冷剂的流动的图。

图8是示出了本发明一实施例的压缩机的控制方法的图。

附图标记说明

100:压缩机200:冷凝器

300:膨胀阀400:蒸发器

500:空调单元600:冷却水单元

具体实施方式

参照附图和以下详细说明的实施例可以清楚地理解本发明的优点、特征及其实现方法。但是,本发明不限于以下公开的实施例而可以以互不相同的各种形式来实现,本实施例仅用于完整的公开本发明,并且将发明的范围告知本发明所属技术领域的普通技术人员,本发明仅由权利要求书的范围限定。在整个说明书中,相同的附图标记指代相同的构成要素。

如图所示,作为关于空间的相对性术语的“之下(below)”,“下方(beneath)”,“下部(lower)”,“上(above)”,“上部(upper)”等,可以为了便于说明一个构成要素和另一构成要素的相互关系而使用。关于空间的相对性术语除了附图中所示的方向之外,还应该理解为包括在使用时或动作时构成要素的彼此不同的方向的术语。例如,在将附图中图示的构成要素倒转的情况下,描述为位于另一构成要素“之下(below)”或“下方(beneath)”的构成要素可以安放于另一构成要素的“上方(above)”。因此,作为示例性术语的“下方”可以将下方和上方均包括。构成要素可以沿其他方向取向,因此,关于空间的相对性术语可以根据取向来解释。

本说明书中所使用的术语仅用于说明实施例,而无意于限定本发明。除非另有明确说明,在本说明书中单数形式包括复数形式。说明书中所使用的“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”是指所提及的构成要素、步骤和/或动作不排除一个以上的其他构成要素、步骤和/或动作的存在或附加。

除非另有定义,否则本说明书中使用的所有术语(技术和科学术语)可以用作本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义。另外,除非另有明确定义,否则不应理想地或过度地解释常用的词典中定义的术语。

在附图中,为了便于且清楚地说明,放大、省略或概略地示出了各个构成要素的厚度或尺寸。另外,各个构成要素的尺寸和面积不能完全反映实际尺寸和面积。

以下,将参照附图说明本发明的优选实施例。

以下,参照根据本发明的实施例说明压缩机的附图,对本发明进行说明。

图1是示出了设置有本发明的压缩机100的冷却系统的图。另一方面,本发明一实施例的压缩机100不仅可以作为冷却系统的一部分而发挥功能,还可以被包括在空气调节器中,只要是用于压缩气体状态的物质的设备,就可以包括在任何设备中。

参照图1,本发明一实施例的冷却系统1包括:压缩机100,其用于压缩制冷剂;冷凝器200,其通过使在压缩机100中被压缩了的制冷剂与冷却水进行热交换,由此对制冷剂进行冷凝;膨胀器300,其用于使在冷凝器200中被冷凝了的制冷剂进行膨胀;以及蒸发器400,其形成为,通过使在膨胀器300中被膨胀了的制冷剂与冷水进行热交换,来使制冷剂蒸发的同时对冷水进行冷却。

另外,本发明一实施例的冷却系统1还包括:冷却水单元600,其通过在冷凝器200中使被压缩了的制冷剂和冷却水之间进行热交换来加热冷却水;以及空调单元500,其通过在蒸发器400中使被膨胀了的制冷剂和冷水之间进行热交换来冷却冷水。

冷凝器200可以提供,用于使在压缩机100中被压缩了的高压的制冷剂和从冷却水单元600流入的冷却水进行热交换的空间。高压的制冷剂与冷却水进行热交换而被冷凝。

冷凝器200可以由管壳(shell-tube)式热交换器构成。具体地,在压缩机100中被压缩了的高压的制冷剂经由冷凝器连接流路150而流入到对应于冷凝器200的内部空间的冷凝空间230。另外,在冷凝空间230的内部可以设置有冷却水流路210,从冷却水单元600流入的冷却水可以在所述冷却水流路210进行流动。

冷却水流路210可以包括:冷却水流入流路211,冷却水从冷却水单元600流入到所述冷却水流入流路211;以及冷却水吐出流路212,冷却水经由所述冷却水吐出流路212而被排出到冷却水单元600。流入到冷却水流入流路211的冷却水在冷凝空间230的内部与制冷剂进行热交换之后,经过设置于冷凝器200的内部一端或外部的冷却水连接流路240并流入到冷却水吐出流路212。

冷却水单元600和冷凝器200可以经由冷却水管220相连接。冷却水管220不仅是用于使冷却水单元600和冷凝器200之间进行流动的冷却水的通路,并且可以由橡胶等材质构成,以防止冷却水泄漏到外部。

冷却水管220可以包括:连接于冷却水流入流路211的冷却水流入管221;和连接于冷却水吐出流路212的冷却水吐出管222。当从整体上观察冷却水的流动时,在冷却水单元600中已与空气或液体完成热交换之后的冷却水经由冷却水流入管221而流入到冷凝器200的内部。流入到冷凝器200的内部的冷却水依次经过设置于冷凝器200内部的冷却水流入流路211、冷却水连接流路240以及冷却水吐出流路212,并且与流入到冷凝器200内部的制冷剂进行热交换,然后经过冷却水吐出管222并再次流入到冷却水单元600。

另一方面,在冷却水单元600中,可以对在冷凝器200中通过热交换来吸收了制冷剂的热量的冷却水进行空气冷却。冷却水单元600可以包括:主体部630;冷却水流入管610,其是吸收了热量的冷却水经由冷却水吐出管222而流入到所述冷却水单元600的入口;以及冷却水吐出管620,其是冷却水在冷却水单元600的内部被冷却之后排出的出口。

冷却水单元600可以使用空气,以对流入到主体部630内部的冷却水进行冷却。具体地,主体部630可以包括用于产生气流的风扇,并且,所述主体部630可以包括:空气吐出口631,其用于吐出空气;以及空气吸入口632,其对应于用于使空气流入到主体部630内部的入口。

结束热交换之后从空气吐出口631吐出的空气,可以应用到制热运转中。在冷凝器200中结束热交换的制冷剂被冷凝,并积聚到冷凝空间230的下部。积聚的制冷剂流入到设置于冷凝空间230内部的制冷剂箱250,然后将会流向膨胀器300。

制冷剂从制冷剂流入口251流入所述制冷剂箱250,并且流入的制冷剂吐出到蒸发器连接流路260。蒸发器连接流路260可以包括蒸发器连接流路流入口261,并且蒸发器连接流路流入口261可以位于制冷剂箱250的下部。

蒸发器400包括蒸发空间430,膨胀器300中被膨胀了的制冷剂和冷水在所述蒸发空间430中进行热交换。蒸发器连接流路260中的穿过膨胀器300的制冷剂流向设置于蒸发器400内部的制冷剂喷射装置450,并且经过设置于制冷剂喷射装置450的制冷剂喷射孔451并均匀地扩散到蒸发器400的内部。

另外,在蒸发器400内部设置有冷水流路410,所述冷水流路410包括:冷水流入流路411,其用于使冷水流入到蒸发器400的内部;以及冷水吐出流路412,其用于使冷水吐出到蒸发器400的外部。

冷水经由冷水管420而流入或者被吐出,所述冷水管420与设置于蒸发器400外部的空气调节单元500连通。冷水管420可以包括:冷水流入管421,其是空气调节单元500内部的冷水通向蒸发器400的通路;以及冷水吐出管422,其是在蒸发器400中结束热交换的冷水通向空气调节单元500的通路。即,冷水流入管421与冷水流入流路411连通,而冷水吐出管422与冷水吐出流路412连通。

当观察冷水的流动时,冷水穿过空气调节单元500、冷水流入管421以及冷水流入流路411并经过设置于蒸发器400的内部一端或蒸发器400的外部的冷水连接流路440,然后经过冷水吐出流路412和冷水吐出管422并重新流入到空气调节单元500。

空调单元500通过制冷剂对冷水进行冷却。被冷却了的冷水在空调单元500的内部吸收空气的热量,由此能够对室内进行制冷。空调单元500包括:冷水吐出管520,其与冷水流入管421连通;以及510,其与冷水吐出管422连通。蒸发器400中结束了热交换的制冷剂,经由压缩机连接流路460而重新流入到压缩机100中。

参照图2和图3,对压缩机进行说明。

本发明一实施例的压缩机10由两级压缩离心压缩机构成。但是,这仅仅是一个示例,根据本发明的技术思想的压缩机10不限于此。

压缩机10包括:外壳(shell)101;以及外壳盖102、103,其结合于外壳101。广义上说,可以理解为外壳盖102、103是外壳101的一个构成要素。

具体而言,外壳101具有大致的圆筒形状,并且其两侧部形成有开口。在呈开口的外壳101的两侧部,可以分别结合有外壳盖102、103。

外壳盖102、103包括:第一外壳盖102,其结合于外壳101的呈开口的一侧;以及第二外壳盖103,其结合于外壳101的呈开口的另一侧。外壳101的内部空间可以被外壳盖102、103密闭。

以图2和图3为基准,第一外壳盖102可以位于压缩机10的右侧部,而第二外壳盖103可以位于压缩机10的左侧部。换言之,第一外壳盖102和第二外壳盖103可以配置成彼此相对。

在第一外壳盖102、第二外壳盖103,分别连接有用于吸入制冷剂的第一吸入管、第二吸入管(未图示)、以及用于排出已被压缩的制冷剂的第一吐出管104、第二吐出管105。在图2和图3中,省略了第一吸入管、第二吸入管,示出了分别与第一吸入管、第二吸入管相连接的第一吸入口106、第二吸入口107。第一吐出管104和第二吸入口107经由连接配管153而相连接。

此时,从蒸发器400排出的制冷剂流入到第一吸入口106。第一吸入口106与压缩机连接流路460相连接。

经由第一吸入口106而流入到第一外壳盖102的制冷剂吐出到第一吐出管104。并且,第一吐出管104连接于第二吸入口107,由此吐出到第一吐出管104的制冷剂流向第二吸入口107。

即,从第一外壳盖102吐出的制冷剂流入到第二吸入口107。经由第二吸入口107而流入到第二外壳盖103的制冷剂吐出到第二吐出管105。并且,吐出到第二吐出管105的制冷剂流向冷凝器200。第二吐出管105与冷凝器连接流路150相连接。

另外,在第一外壳盖102、第二外壳盖103可以设置有控制箱160。控制箱160可以朝向一侧凸出,使得用户能够控制各个构成。参照图2,控制箱160可以分别设置在第一外壳盖102和第二外壳盖103。

另外,在第一外壳盖102、第二外壳盖103分别设置有第一叶轮110、第二叶轮120,由此对制冷剂进行压缩。具体而言,第一叶轮110和第二叶轮120对经由第一吸入口106和第二吸入口107沿着轴向流入的制冷剂进行压缩,并吐出到沿着半径方向设置的第一吐出管104、第二吐出管105。

制冷剂在第一叶轮110第一次被压缩,在第一叶轮110中被压缩了的制冷剂在第二叶轮120被压缩。

另外,在第一吸入口106、第二吸入口107,分别设置有用于对制冷剂的流动进行引导的第一护罩108、第二护罩109。具体而言,第一护罩108、第二护罩109设置成,其宽度从第一吸入口106、第二吸入口107朝向第一叶轮110、第二叶轮120线性减小。

在外壳101的内部,设置有用于向第一叶轮110、第二叶轮120提供驱动力的旋转轴140和马达180。尤其,马达180可以以无油(oilless)方式设置。

马达180包括:定子182,其具备固定于外壳101的外周面和用于形成旋转空间的内周面;以及转子181,其容纳于定子182的旋转空间,并且相对于定子182进行旋转。在转子181连接有旋转轴140,所述旋转轴140与转子181一起进行旋转,由此将转子18的旋转驱动力传递到叶轮。

具体而言,在设置于马达180的转子181和定子182之间可以设置有止推轴承170。

此时,在旋转轴140的两端分别连接有第一叶轮110、第二叶轮120。旋转轴140可以通过马达180进行旋转,由此能够使连接于旋转轴140的第一叶轮110、第二叶轮120进行旋转。

另外,根据本发明的技术思想的压缩机10包括扩散器(diffuser)单元200,其通过对用于使制冷剂进行流动的流路的开度进行调节来调整制冷剂的压力。扩散器单元200分别设置于第一外壳盖102、第二外壳盖103。

以下,将与扩散器单元200的驱动一起说明第二外壳盖103中的制冷剂的流动。这也可以同样地适用于第一外壳盖102,并且在下文中,以不区分“第一”和“第二”的方式进行说明。

参照图4a,在叶轮120设置有:与旋转轴140相连接的轮毂122;和与轮毂122相结合的复数个叶片124。叶片124以旋转中心作为基准形成为辐射状,从而能够强制性地使沿着轴向流入的制冷剂朝向半径方向进行移动。

另外,沿着叶轮120的半径方向流动了的制冷剂顺着规定的制冷剂流路p经由外壳盖103的内侧空间而吐出到吐出管105。即,被叶轮120加速了的制冷剂在制冷剂流路p中进行流动。

此时,扩散器单元200通过调节制冷剂流路p的开度来调整制冷剂的压力。参照箭头所示的制冷剂的流动,制冷剂经由吸入口107沿着轴向流入。另外,制冷剂的流动通过设置于吸入口107的护罩109能够自然地集中到中心部。

并且,制冷剂通过叶片124来沿着半径方向进行流动,并穿过制冷剂流路p。如上所述,扩散器单元200在轴向上以规定的距离进行往复移动,由此能够调节制冷剂流路p的开度。即,扩散器单元200可以在制冷剂流路p最大程度打开的第一状态与制冷剂流路p最小程度打开的第二状态之间进行切换。

参照图4b,压缩机包括止推轴承170,其用于对旋转轴140的轴向ax上的振动进行限制。

为了通过止推轴承170来防止旋转轴140在轴向ax(左右方向)上发生振动,优选地,旋转轴140在与轴向ax垂直的平面上具有规定的面积。

具体而言,旋转轴140还可以包括用于提供足够磁力的止推环(thrustcollar)141,使得旋转轴140能够在止推轴承170的磁力的作用下进行移动。在与轴向ax垂直的平面上,止推环141可以具有比旋转轴140的截面面积更大的面积。止推环141可以沿着旋转轴140的旋转半径的方向延伸而形成。

止推轴承170由导体构成,并且缠绕有线圈143。在流动于缠绕的线圈143的电流的作用下,所述止推轴承170发挥与磁铁相同的作用。

止推轴承170对旋转轴140因轴向ax上的振动所引起的移动进行限制,并且防止旋转轴140与压缩机100的其他构成发生碰撞。

具体而言,止推轴承170由第一止推轴承171和第二止推轴承172构成,并且配置成在旋转轴140的轴向ax上包围止推环141。即,第一止推轴承171、止推环141以及第二止推轴承172在旋转轴140的轴向ax上依次配置。

更具体而言,第二止推轴承172位于比第一止推轴承171更靠近叶轮110的位置,而第一止推轴承171位于比第二止推轴承172更远离叶轮110的位置,并且旋转轴140的至少一部分位于第一止推轴承171和第二止推轴承172之间。优选地,止推环141位于第一止推轴承171和第二止推轴承172之间。

因此,第一止推轴承171和第二止推轴承172通过具有大面积的止推环141和磁力的作用,来能够使旋转轴140在旋转轴140的轴向上的振动最小化。

止推轴承170设置于轴承壳体177、178。

止推轴承170的力与距离的平方形成反比,并且与电流的平方形成正比。当在旋转轴140上发生喘振时,将会产生朝向叶轮120的方向(右侧方向)的推力。需利用止推轴承170的磁力以最大的力来拉拽旋转轴,以抵消朝向右侧方向的力,但是,若旋转轴140位于两个止推轴承170的中间(基准位置c0),则难以对应于轴的急剧的移动而使旋转轴140快速地移动到基准位置c0。

间隙传感器70对旋转轴140的轴向ax(左右方向)上的移动进行测量。当然,间隙传感器70可以对旋转轴140的上下方向(与轴向ax正交的方向)上的移动进行测量。当然,间隙传感器70可以包括复数个间隙传感器70。

例如,间隙传感器70可以在轴向ax上与旋转轴140的轴向ax的一端隔开间隔而配置,以对旋转轴140的左右方向上的移动进行测量。具体而言,间隙传感器70在轴向上与止推环141隔开间隔,由此与止推环141的距离进行测量。间隙传感器70设置于轴承壳体177、178。

另外,压缩机可以具备轴承状态传感器80,其用于对止推轴承170的表面粗糙度进行测量。轴承状态传感器80测量止推轴承170的状态(表面粗糙度),并且将表面粗糙度值提供给控制部700。

例如,轴承状态传感器80可以对止推环141的一个表面的表面粗糙度进行测量。具体而言,轴承状态传感器80对止推环141的表面中的与轴向ax相交(正交)的表面、或者止推环141的表面中的与止推轴承170相对配置的表面的表面粗糙度进行测量。轴承状态传感器80设置于轴承壳体177、178。

例如,轴承状态传感器80可以包括摄像机,其用于拍摄止推轴承170的一表面。可以基于由摄像机输入的图像而计算出止推轴承170的表面粗糙度。

另举一例,轴承状态传感器80可以包括:出光部(未图示),其用于将光发射到止推轴承170的一个表面上;以及受光部(未图示),其接收从出光部发射且被止推轴承170的一个表面反射而重新返回的光。通过对返回到受光部的光的强度进行测量,可以计算出止推轴承170的反射率和表面粗糙度。

轴承状态传感器80还可以是,对止推轴承170产生(施加)磁场,并且对因止推轴承170的表面粗糙度而发生变化的电感进行测量的装置。

由于在旋转轴140上产生的、朝向叶轮120方向的推力相当大,因此,若位于基准位置c0,则为了增加止推轴承170的磁力,存在有需要增加电流的供应量,或者需要增加止推轴承170的大小的问题。

为了解决上述问题,若旋转轴140发生偏心,则本发明利用制冷剂的压力来使旋转轴140移动到基准位置。

另外,本发明通过持续地观察止推轴承170的状态,能够预知止推轴承170的寿命和预期维护时间。

参照图5,对用于使发生了偏心的旋转轴140移动到基准位置的结构进行说明。

本发明的压缩机还可以包括旁通单元,其将从第二叶轮120吐出的制冷剂中的至少一部分选择性地供应到第一叶轮110或第二叶轮120。

旁通单元将从第二叶轮120吐出的制冷剂重新供应到位于发生了偏心的旋转轴140侧的叶轮侧,由此防止旋转轴140的偏心。具体而言,旁通单元可以包括:第一旁通配管163,其用于使第二叶轮120的吐出端和第一叶轮110的吸入端相连接;第二旁通配管164,其用于使第二叶轮120的吐出端和第二叶轮120的吸入端相连接;第一旁通阀161,其用于开闭第一旁通配管163;以及第二旁通阀162,其用于开闭第二旁通配管164。

第一旁通配管163用于使第二叶轮120的吐出端和第一叶轮110的吸入端相连接。具体而言,第一旁通配管163的一端与第二吐出管105相连接,而第一旁通配管163的另一端连接于第一吸入口106。第一旁通配管163的一端与冷凝器连接流路150相连接,而第一旁通配管163的另一端连接于压缩机连接流路460。

第二旁通配管164用于使第二叶轮120的吐出端和第二叶轮120的吸入端相连接。具体而言,第二旁通配管164的一端与第二吐出管105连接,而第二旁通配管164的另一端连接于第二吸入口107。第二旁通配管164的一端与冷凝器连接流路150连接,而第二旁通配管164的另一端连接于连接配管153。连接配管153用于第一吐出管104和第二吸入口107相连接。

第一旁通阀161设置于第一旁通配管163上,并且对第一旁通配管163进行开闭。第二旁通阀162设置于第二旁通配管164上,并且对第二旁通配管164进行开闭。第一旁通阀161和第二旁通阀162可以由能够调节开度的电子膨胀阀构成。

参照图6,本发明还可以包括:存储部740,其用于存储传感器的各种信息;以及输出部730,其基于由控制部700计算出的结果而输出可以被用户识别的信息。

在存储部740可以存储有由间隙传感器70和轴承状态传感器80测量到的值。可以将基准位置c0、正常位置范围-c1至 c1、偏心位置等数据预先存储在存储部740。另外,可以存储有与表面粗糙度值相对应的压缩机的寿命、预期维护时间。

输出部730将视觉信息或听觉信息传递给用户。输出部730可以包括显示器或扬声器。

控制部700基于止推轴承170的表面粗糙度而对马达150进行控制。在止推轴承170的表面粗糙度值超过第一基准粗糙度值的情况下,控制部700可以将马达150的rpm(revolutionsperminute,转速)控制成小于正常rpm。在此,正常rpm可以是,根据用户的设定和控制部700的计算的结果而确定的rpm值。

在止推轴承170的表面粗糙度值较大的情况下,表示因止推轴承170和止推环141之间的摩擦所造成的止推轴承170的受损较轻,因此,控制部700可以使马达180以低速进行动作,从而能够防止止推轴承170受损。

在止推轴承170的表面粗糙度值超过第二基准粗糙度值的情况下,控制部700可以控制成停止所述马达180。在止推轴承170的表面粗糙度值非常大的情况下,可能会使压缩机受到损伤,因此停止马达180。

另外,控制部700可以将马达的寿命和预期维护时间通知给用户。在止推轴承170的表面粗糙度值超过第一基准粗糙度值的情况下,控制部700可以将输出部730控制成输出警报。

作为另一示例,在止推轴承170的表面粗糙度值超过第一基准粗糙度值的情况下,控制部700可以基于止推轴承170的表面粗糙度值而预测压缩机的寿命,并且可以通过控制输出部730来输出压缩机的寿命。另外,在止推轴承170的表面粗糙度值超过第一基准粗糙度值的情况下,控制部700可以基于止推轴承170的表面粗糙度值而预测压缩机的预期维护时间,并且可以通过控制输出部730来输出预期维护时间。压缩机的寿命和预期维护时间可以由与表面粗糙度值形成反比的函数构成。

控制部700可以基于旋转轴140的位置信息而对旋转轴140的偏心发生与否进行判断,并且可以控制旁通单元,以将制冷剂供应到旋转轴140发生了偏心的一侧的叶轮。

参照图7,在由间隙传感器70测量到的旋转轴140的位置超出正常位置范围-c1至 c1的情况下,控制部700可以判断为旋转轴140发生了偏心。

在由间隙传感器70测量到的旋转轴140的位置位于正常位置范围-c1至 c1内的情况下,控制部700可以判断为旋转轴140未发生偏心。

在此,旋转轴140的正常位置范围-c1至 c1是指,以旋转轴140的基准位置c0为基准,在左右方向上的规定距离以内的区域。当旋转轴140进行旋转时,旋转轴140将会受到各种环境和周边因素的影响而在轴向ax上发生振动,旋转轴140的正常位置范围-c1至 c1是将这种振动判断为正常状态的范围。这种正常位置范围-c1至 c1是实验值,还可以以旋转轴140的位置的峰度(kurtosis)或偏度(skewness)为基准,设定正常位置范围-c1至 c1的值。用于设定正常位置范围-c1至 c1的方法不受限制。

在判断为旋转轴140发生了偏心的情况下,控制部700通过控制旁通单元来使旋转轴140朝向基准位置c0侧进行移动。

旋转轴140沿着第一叶轮110的方向发生了偏心是指,旋转轴140超出正常位置范围-c1至 c1并从基准位置朝向第一叶轮110的方向(右侧方向)发生了移动的情况。旋转轴140沿着第二叶轮120的方向发生了偏心是指,旋转轴140超出正常位置范围-c1至 c1并从基准位置朝向第二叶轮120的方向(左侧方向)发生了移动的情况。

控制部700基于旋转轴140的位置信息而对旋转轴140是否发生偏心进行判断,并且控制旁通单元,使得制冷剂供应到位于旋转轴140发生偏心的一侧的叶轮。具体而言,在旋转轴140朝向第一叶轮110的一侧(方向)发生偏心的情况下,控制部700控制旁通单元,由此将从第二叶轮120吐出的制冷剂中的一部分供应到第一叶轮110;在旋转轴140朝向第二叶轮120的一侧(方向)发生偏心的情况下,控制部700控制旁通单元,由此将从第二叶轮120吐出的制冷剂中的一部分供应到第二叶轮120。

更具体而言,在旋转轴140朝向第二叶轮120的一侧发生偏心的情况下,控制部700可以打开第二旁通阀162,并且可以关闭第一旁通阀161。另外,在旋转轴140朝向第一叶轮110的一侧发生偏心的情况下,控制部700打开第一旁通阀161,关闭第二旁通阀162。

另外,在旋转轴140朝向第二叶轮120的一侧发生偏心的情况下,控制部700可以使第二旁通阀162的开度值大于第一旁通阀161的开度值。另外,在旋转轴140朝向第一叶轮110的一侧发生偏心的情况下,控制部700可以使第一旁通阀161的开度值大于第二旁通阀162的开度值。

另一方面,本发明一实施例提供一种压缩机100的控制方法。图8是示出根据本发明一实施例的控制方法的步骤的图。

本发明的压缩机100的控制方法可以包括:对间隙传感器70和旋转轴140之间的距离进行测量的a步骤;基于间隙传感器70和旋转轴140之间的距离而对旋转轴140是否发生偏心进行判断的b步骤;以及,若旋转轴140发生偏心,则通过控制第一旁通阀161和第二旁通阀162来使旋转轴140移动到基准位置c0的c步骤。

另外,本发明的控制方法还可以包括:测量止推轴承170的状态并输出压缩机的寿命的d步骤。

具体而言,在a步骤(s10)中,对旋转轴140和间隙传感器70之间的距离进行测量(s10)。另外,由间隙传感器70测量到的数据存储于控制部700(s20)。具体而言。可以存储于与控制部700连接的存储部740。

然后,基于间隙传感器70和旋转轴140之间的距离,判断旋转轴140的偏心(s50)。旋转轴140的偏心如以上描述。具体而言,控制部700通过将存储于存储部740的数据和间隙传感器70的测量值进行比较,来对旋转轴140的偏心进行判断。

在判断为旋转轴140发生了偏心的情况下,控制部700通过第一旁通阀161和第二旁通阀162来使旋转轴140移动到基准位置c0(s70)。具体而言,在旋转轴140朝向第二叶轮120的一侧发生偏心的情况下,控制部700可以打开第二旁通阀162,并且可以关闭第一旁通阀161。另外,在旋转轴140朝向第一叶轮110的一侧发生偏心的情况下,控制部700打开第一旁通阀161,并且关闭第二旁通阀162。另外,在旋转轴140朝向第二叶轮120的一侧发生偏心的情况下,控制部700可以使第二旁通阀162的开度值大于第一旁通阀161的开度值。另外,在旋转轴140朝向第一叶轮110的一侧发生偏心的情况下,控制部700可以使第一旁通阀161的开度值大于第二旁通阀162的开度值。

在本发明中,在消除了旋转轴140的偏心的情况下,或者在旋转轴140不偏心的情况下,与旋转轴140的偏心发生与否无关地,均可以对止推轴承170的状态进行测量(s72)。具体而言,控制部700基于从轴承状态传感器80输入而至的信息而运算出止推轴承170的表面粗糙度值。

控制部700基于止推轴承170的状态(表面粗糙度值)而运算出轴承寿命、压缩机的寿命以及预期维护时间(s74)。控制部700通过输出部730来输出基于止推轴承170的状态(表面粗糙度值)的轴承寿命、压缩机的寿命以及预期维护时间(s76)。

根据本发明的压缩机及冷却系统,具有以下一种或一种以上的效果。

第一,根据本发明,基于轴承的粗糙度而预测轴承的寿命,因此,存在有能够事先预防因轴承的磨损所引起的压缩机的异常动作,并且能够预知压缩机的寿命和预期维护时间。

第二,根据本发明,由于可以将旋转轴的位置调节成不发生偏心,因此,存在有能够提高压缩机的效率,并且能够防止压缩机和轴承受损的优点。

第三,根据本发明,通过将从压缩机吐出的制冷剂的一部分重新供应到发生偏心的旋转轴的一侧的叶轮侧,来能够以简单的结构和低成本防止旋转轴发生偏心的优点。

以上,示出并说明了本发明的优选实施例,本发明不限于上述的特征的实施例,显然,在不脱离权利要求书中所要求保护的本发明的主旨的情况下,本发明领域普通技术人员可以进行各种修改,不能单独理解这种修改脱离本发明的技术思想或前景。

再多了解一些

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