專利名稱：用于減少壓縮機馬達中的風阻損失的系統(tǒng)和方法
用于減少壓縮機馬達中的風阻損失的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種通過在馬達部件上循環(huán)制冷劑氣體來冷卻壓縮機 馬達的系統(tǒng)和方法。更具體地，本發(fā)明是針對通過降低馬達腔室內(nèi)的 制冷劑氣體的壓力和密度來減少壓縮機馬達中的風阻損失。
部分地因為大量的在高速轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中引起的冷卻氣體誘導風 阻摩擦，高速馬達通常具有大的風阻損失，而這影響了馬達的性能和 效率。為了減少風阻損失，操作和控制與馬達直接相關(guān)的各種因素， 例如轉(zhuǎn)子的圓周速度、馬達周圍的馬達冷卻氣體的流量、轉(zhuǎn)子表面積 和轉(zhuǎn)子表面粗糙度等，以優(yōu)化馬達的性能。
一種在冷卻馬達的同時減少馬達中的能量損失的方法是朝向馬達 繞組吸入制冷劑。馬達繞組的溫度降低防止馬達部件過熱并且產(chǎn)生了 更好的工作效率。另一種減少馬達中的能量損失的方法是在整個馬達 腔室內(nèi)保持固定壓力?？梢栽隈R達腔室內(nèi)放置壓力閥，以釋放在運行 時出現(xiàn)的聚集的較高壓力的氣體。當腔室內(nèi)的壓力增大時，閥門打開， 從而釋放高壓氣體。在腔室內(nèi)保持固定壓力增加了馬達效率。但是， 此種方法使用了機械裝備，并且不能理想地在馬達腔室內(nèi)保持完全固 定的壓力。此外，此種方法并沒有解決馬達腔室溫度的問題。
另外一種方法通過保持馬達腔室內(nèi)的固定壓力來控制馬達中的能 量損失，同時也防止馬達部件之間的油損失。在馬達軸承部件內(nèi)保存 油，使得部件運動得到更好潤滑，從而在不允許油逸入馬達冷卻腔室 的同時減少摩擦，防止過度的油攪動并且減少能量損失。包含制冷壓 縮機傳動裝置和儲油器的全密封殼體連接到壓縮機的吸入側(cè)，以使得 殼體內(nèi)的壓力相等。該方法的焦點在于避免了來自油儲備的制冷劑沸 騰。但是，該系統(tǒng)僅將馬達腔室內(nèi)的壓力保持在固定水平，并且僅輔 助減少能量損失，而不是優(yōu)化馬達效率。
但是，對于非常高速的馬達，即使在優(yōu)化了諸如轉(zhuǎn)子的圓周速度、 馬達周圍的馬達冷卻氣體的密度和流量、轉(zhuǎn)子表面面積和/或轉(zhuǎn)子表面 粗糙度等因素之后，風阻損失仍然是非常大的?？梢圆倏v來減少風阻
6損失的唯一剩余的因素是馬達腔室內(nèi)的氣體密度。風阻損失隨著馬達 腔室內(nèi)的氣體密度的降低而降低，結(jié)果產(chǎn)生更好的馬達效率。
為了減小在這些更高速度馬達的腔室內(nèi)的氣體密度，使用真空泵 來降低圍繞馬達的壓力，以盡可能地減少風阻損失。但是，這些系統(tǒng) 缺少既能夠充分地冷卻馬達，同時又提供圍繞馬達腔室的真空的能力。 降低馬達腔室內(nèi)的氣體密度，同時又同步地冷卻馬達的一個嘗試，包 括使用由獨立電源供電的輔助正排量氣體壓縮機來"抽空，，馬達腔室， 同時一個完整的冷凍器系統(tǒng)在運行。但是在這些系統(tǒng)中，輔助壓縮機 消耗的能量多于它們在馬達風阻損失中所節(jié)省的能量，因此，這些系 統(tǒng)并不是增加馬達效率的好方案。
因此，需要一種能夠減少壓縮機馬達中的風阻損失和其它能量損 失，同時消耗的能量不多于所節(jié)約的能量的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一 個實施方案是針對 一 種制冷系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)包括在 閉合的制冷劑回路中連接的壓縮機、蒸發(fā)器和冷凝器。馬達連接到壓 縮機以便于為該壓縮機提供動力。流體膨脹器在冷凝器和蒸發(fā)器之間 連接在制冷劑回路中。連同該制冷系統(tǒng)，4吏用一個馬達冷卻系統(tǒng)來冷 卻壓縮機馬達。馬達冷卻系統(tǒng)具有與制冷劑回路的第一連接，以將制 冷劑從蒸發(fā)器接收到馬達腔室以供冷卻，以及具有與制冷劑回路的第 二連接，以將制冷劑從馬達腔室返回到蒸發(fā)器。馬達冷卻系統(tǒng)還具有 一個泵裝置，以將制冷劑從第一連接穿過馬達腔室循環(huán)到第二連接。 泵裝置由流體膨脹器的運行來提供動力，并且泵裝置降低馬達腔室內(nèi) 的氣態(tài)制冷劑的壓力和密度，以減少馬達中的風阻損失。
本發(fā)明的第二實施方案是針對一種用于冷凍器系統(tǒng)的馬達冷卻系 統(tǒng)，該冷凍系統(tǒng)包括在閉合的制冷劑回路中連接的壓縮機、蒸發(fā)器和 冷凝器。所述馬達冷卻系統(tǒng)包括用于馬達的馬達殼體，該馬達為冷凍 器系統(tǒng)的壓縮機提供動力。馬達冷卻系統(tǒng)還包括流體膨脹器，該流體 膨脹器在冷凍器系統(tǒng)的冷凝器和蒸發(fā)器之間可連接到閉合的制冷劑回 路中。另外，馬達冷卻系統(tǒng)具有第一連接和第二連接，該第一連接可 連接到閉合的制冷劑回路以從蒸發(fā)器接收制冷劑并且將制冷劑提供到馬達殼體，該第二連接可連接到閉合的制冷劑回路以將制冷劑返回到 蒸發(fā)器。泵裝置，布置在第二連接內(nèi)并且用于將制冷劑從第一連接穿 過馬達殼體循環(huán)到第二連接，以冷卻馬達并且在馬達腔室內(nèi)保持預(yù)定 壓力。泵裝置耦合到流體膨脹器并且由流體膨脹器的運行來提供動力。 此外，在馬達冷卻系統(tǒng)的整個運行中，將馬達腔室內(nèi)的預(yù)定壓力保持 在固定水平。
本發(fā)明的另一實施方案是一種用于冷卻冷凍器系統(tǒng)的馬達的方 法，包括為制冷劑回路提供第一連接的步驟，其中該第一連接被構(gòu)造
為從蒸發(fā)器接收制冷劑。下一步驟包括為制冷劑回路提供第二連接， 其中該第二連接被構(gòu)造為將制冷劑返回到蒸發(fā)器；然后在馬達腔室內(nèi) 提供馬達，其中所述馬達腔室連接到所述第一連接和所述第二連接。 下一步驟包括利用泵裝置將制冷劑從所述第一連接穿過馬達腔室循環(huán) 到所述第二連接，以及然后利用來自流體膨脹器的膨脹能量來為所述 泵裝置提供動力，其中所述流體膨脹器被構(gòu)造為在冷凝器和蒸發(fā)器之 間、在制冷劑回路內(nèi)膨脹制冷劑，其中制冷劑通過泵裝置在馬達腔室 內(nèi)的循環(huán)將馬達冷卻并且降低了所述馬達腔室內(nèi)的制冷劑的壓力和氣 體密度，從而減少了馬達的風阻損失。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于減少了馬達中的風阻和能量損失。 本發(fā)明的另 一優(yōu)點在于反復利用由流體膨脹器排出的能量。 本發(fā)明的又一優(yōu)點在于所述系統(tǒng)有效地降低了馬達腔室內(nèi)的制冷 劑氣體的壓力，冷卻了馬達并且保持能量消耗最小。所有這些優(yōu)化了 風阻損失的減少并且提高了馬達效率。
另外，本發(fā)明的另一優(yōu)點在于用于馬達冷卻回路中的壓縮機是負 載依存性的。因此，所述系統(tǒng)僅在系統(tǒng)的當前負載所需水平運行并且 不消耗不必要的能量。
從以下所給出的結(jié)合附圖的優(yōu)選實施方案的更為詳細的描述中， 本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將變得明顯，下文通過舉例的方式示出了本 發(fā)明的原理。


圖l是本發(fā)明的實施方案的框圖。
8圖2是本發(fā)明的另一實施方案的框圖。
圖3示出了馬達和壓縮機殼體的橫截面。
圖4示出了泵裝置和膨脹器之間的連接的詳細視圖。
具體實施例方式
在標記數(shù)字存在的任何地方，所有附圖中所使用的相同的標記數(shù) 字用來指示相同或類似的部件。參照圖1，該HVAC、制冷或液體冷凍 器系統(tǒng)包括在制冷劑回路中連接的壓縮機302、冷凝器裝置112和流 體冷凍蒸發(fā)器裝置114。在一個優(yōu)選實施方案中，冷凍器系統(tǒng)具有250 噸或者更大的容量，以及更優(yōu)選地具有1000噸或者更加大的容量。馬 達106連接到壓縮才幾302以l更于為壓縮才幾302提供動力。馬達106和 壓縮機302優(yōu)選地被罩在一個共同的密封機殼內(nèi)，但是也可以罩在單 獨的密封機殼內(nèi)。壓縮機302壓縮制冷劑蒸氣并且通過排出管路將高 壓蒸氣輸送到冷凝器112。壓縮機302優(yōu)選地是離心式壓縮機；但是， 壓縮機302可以是任意適宜類型的壓縮機，包括螺桿式壓縮機、往 復式壓縮機、渦旋式壓縮機、旋轉(zhuǎn)式壓縮機或任意其它類型的壓縮機。
由壓縮機302輸送到冷凝器112的高壓制冷劑蒸氣形成與諸如空 氣或水之類的流體的熱交換關(guān)系，并且由于與所述流體的熱交換關(guān)系 而經(jīng)歷到高壓制冷劑液體的相變。來自冷凝器112的高壓液態(tài)制冷劑 流過膨脹器128，以便以低壓進入蒸發(fā)器114。被輸送到蒸發(fā)器114 的液態(tài)制冷劑形成與諸如空氣或水之類的流體的熱交換關(guān)系，并且由 于與所述流體的熱交換關(guān)系而經(jīng)歷到制冷劑蒸氣的相變。蒸發(fā)器114 中的蒸氣制冷劑排出蒸發(fā)器114并且通過吸入管路返回到壓縮機302， 以完成循環(huán)。可以理解，在所述系統(tǒng)中可以卩吏用任意適合的構(gòu)造的冷 凝器112和蒸發(fā)器114,只要在冷凝器112和蒸發(fā)器114內(nèi)實現(xiàn)制冷 劑的適當相變。
馬達冷卻回路連接到如上所述的制冷劑回路，以提供對馬達106 的冷卻。馬達冷卻回路具有靠近壓縮機302的吸入口的連接，該連接 通向馬達106的馬達腔室。循環(huán)的用于冷卻馬達106的制冷劑氣體排 出馬達腔室并且被送到蒸發(fā)器114。如參照圖3和4所詳細討論的， 泵裝置130用來從靠近壓縮機302的吸入口從制冷劑回路穿過馬達腔室來循環(huán)制冷劑，并且將制冷劑返回到靠近蒸發(fā)器114的制冷劑回路。 制冷劑從制冷劑回路循環(huán)進入馬達腔室以及通過泵裝置130從馬達腔 室內(nèi)去除受熱的制冷劑氣體，有助于冷卻馬達106和降低馬達中的風 阻損失，并提高馬達的整體效率。特別地，泵裝置130的運行用來將 馬達腔室內(nèi)的制冷劑氣體保持基本不變的預(yù)定壓力和密度，以降低風 阻損失。馬達腔室內(nèi)的制冷劑氣體的預(yù)定壓力和密度小于壓縮機的吸 入壓力并且能夠達到真空型的狀態(tài)。HVAC或制冷系統(tǒng)可以包括在圖1 中沒有示出的許多其它特征。為了便于說明，這些特征已經(jīng)被故意省 略以簡化附圖。
類似于圖l,圖2也具有在閉合的制冷劑回路中連接的壓縮機302、 冷凝器112以及蒸發(fā)器114。壓縮機302壓縮制冷劑蒸氣并且通過排 出管路將高壓蒸氣輸送到冷凝器112。被輸送到冷凝器112的高壓制 冷劑蒸氣形成與諸如水之類的來自冷卻塔的流體的熱交換關(guān)系，并且 由于與所述流體的熱交換關(guān)系經(jīng)歷到高壓制冷劑液體的相變。來自冷 凝器112的高壓液態(tài)制冷劑流過膨脹器128并且以低壓進入蒸發(fā)器 114。蒸發(fā)器114包括用于冷卻負載的供應(yīng)管路以及回流管路的連接。 例如水、乙二醇、氯化釣鹽水或氯化鈉鹽水等的第二流體經(jīng)由回流管 路移動到蒸發(fā)器114中，并且經(jīng)由用于冷卻負載的供應(yīng)管路排出蒸發(fā) 器114。蒸發(fā)器114中的液態(tài)制冷劑形成與第二流體的熱交換關(guān)系， 以降低第二流體的溫度。由于與第二流體的熱交換關(guān)系，蒸發(fā)器ll4 中的制冷劑液體經(jīng)歷到制冷劑蒸氣的相變。蒸發(fā)器114中的氣態(tài)制冷 劑排出蒸發(fā)器114并且通過吸入管路返回到壓縮機302,以完成循環(huán)。
如圖1中一樣，馬達冷卻回路連接到制冷劑回路，以提供對于馬 達106的冷卻。馬達冷卻回路具有靠近壓縮機302的吸入口的連接， 該連接通向馬達106的馬達腔室。但是，與圖1中的實施方案不同， 在冷卻馬達106和穿過泵裝置130之后，循環(huán)的馬達冷卻制冷劑氣體 在被送到蒸發(fā)器114之前，穿過一個熱交換器134來降低過熱的制冷 劑氣體溫度。熱交換器134與在冷卻塔132和冷凝器112之間的供應(yīng) 管路有連接，以從冷卻塔132接收冷卻水。通過在制冷劑流過熱交換 器134時對該制冷劑進行過熱降溫，來自冷卻塔132的水用來冷卻排 出泵裝置130的制冷劑氣體。在冷卻水與制冷劑交換熱之后，冷卻水利用到冷凝器112和冷卻塔132之間的回流管路的連接而返回到冷卻 塔132。HVAC或制冷系統(tǒng)可以包括在圖2中沒有示出的許多其它特征。 為了便于說明，這些特征已經(jīng)被故意省略以簡化附圖。
如圖l和2所示，泵裝置130耦合到來自制冷劑回路的膨脹器128。 泵裝置優(yōu)選地是壓縮機，并且可以是螺桿式壓縮機、往復式壓縮機、 渦旋式壓縮機、葉片式壓縮機或其它適宜的壓縮機中的任意一種。例 如，在IOOO噸容量的冷凍器系統(tǒng)中，泵裝置或壓縮機130優(yōu)選地具有 至少大約310 CFM的掃氣容積和至少大約3. 3容積比，以輸送所需的 壓力。泵裝置130和膨脹器128可以通過共同轉(zhuǎn)軸機械地耦合，或者 可以通過具有電氣結(jié)合到一起的兩個單獨的機械部件機械地耦合，其 中膨脹器128耦合到一種發(fā)電機并且泵裝置130由一個利用所發(fā)出電 中的所需部分的電動馬達來驅(qū)動。泵裝置130和膨脹器128也可以集 成到一個具有與共同轉(zhuǎn)軸的機械或者電氣連接的單一系統(tǒng)單元中。單 一系統(tǒng)單元利用控制閥來控制或限制膨脹器功率提取量，以便可以控 制馬達腔室內(nèi)下降的壓力。當利用控制閥時，過量的膨脹制冷劑實質(zhì) 上穿過滑動控制孔的 一部分來膨脹，以滿足冷卻負栽液態(tài)制冷劑流進 蒸發(fā)器的要求。由于單一系統(tǒng)單元具有泵裝置130和膨脹器128并利 用控制閥來調(diào)節(jié)馬達腔室壓力和控制液態(tài)制冷劑膨脹，所以在高效的 冷凍器部件上只需要四個制冷劑連接而沒有轉(zhuǎn)軸密封件。當對泵裝置 130和膨脹器128應(yīng)用正排量壓縮技術(shù)時，可以達到所需的壓縮比和 容積比。如果利用氣動壓縮技術(shù)，所需的壓縮比和容積比通過在泵裝 置130和/或膨脹器128上引入附加的氣動級來獲得，以獲得適當運行 所需的壓縮比和容積比。優(yōu)選地，膨脹器128是噴射器、正排量膨脹 器或渦輪式離心膨脹器中的一種。例如，在一個IOOO噸容量的冷凍器 系統(tǒng)中，膨脹器128優(yōu)選地尺寸被加工為具有至少大約13.8的容積比 的至少300 GPM的液態(tài)制冷劑入口流量，以根據(jù)系統(tǒng)的需要將流體完 全膨脹。可以理解的是，膨脹器128和泵裝置130的具體掃氣容積和 容積比最小值取決于諸如所使用的冷卻劑的類型和制冷系統(tǒng)的容量等 的各種因素。膨脹器128通過回收從液態(tài)制冷劑膨脹排出的能量來為 泵裝置130提供動力。使用回收的能量來驅(qū)動泵裝置130減少了馬達 冷卻系統(tǒng)的能量損失，并且也減少了運行馬達冷卻系統(tǒng)所需的總動力
ii此外，泵裝置130到膨脹器128的連接，允許馬達冷卻系統(tǒng)的運 行是負載依存式的。當馬達上的負載減少時，馬達以低速運行并且可 以具有相應(yīng)的降低的冷卻需求。另外，在低負載容量，耦合的泵裝置 130因穿過主制冷劑回路的制冷劑流量的減少而從膨脹器128收到更 少的動力，以及泵裝置相應(yīng)地在馬達腔室上提供較低的吸入量以虹吸 冷卻馬達106的制冷劑氣體。由于系統(tǒng)是負載依存式的，所以它絕不 減少馬達腔室內(nèi)的制冷劑密度而使其比所需要的小，或者從不消耗比 所需要的更多的能量。
如圖3所示，氣動壓縮機302由密封馬達106提供動力。壓縮機 302可以是凈皮構(gòu)造在和馬達106或者和布置在多個級之間的馬達106 具有共同轉(zhuǎn)軸上的單級壓縮機或者多級壓縮機中的任一個。馬達106 包括具有多個顯磁極(即馬達繞組)的定子502，以及也具有多個磁 極的轉(zhuǎn)子504。在圖3中的橫截面圖中，對于定子502和轉(zhuǎn)子504中 的每一個只示出了一對磁極，雖然馬達106通常在定子502和轉(zhuǎn)子504 中的每一個上具有多個磁極對。定子502典型地比轉(zhuǎn)子504具有更多 數(shù)量的磁極。轉(zhuǎn)子504附接到轉(zhuǎn)軸508，該轉(zhuǎn)軸508連接到并且驅(qū)動 壓縮機302的葉輪510。多個電連接器518連接定子502的磁極，以 將轉(zhuǎn)動傳給轉(zhuǎn)子504和葉輪510。馬達106被顯示為處在將壓縮機302 及其相關(guān)部件封閉的密封機殼516內(nèi)。
馬達106和馬達腔室被保持在比在吸入管路524處的壓縮機302 的吸入壓力小得多的壓力，以減少風阻損失。馬達106和馬達腔室經(jīng) 由管道526 (在圖3中示意性示出)與吸入管路524和壓縮機腔室528 流體連通。管道526與在轉(zhuǎn)子504和定子502之間存在的馬達通道530 流體連通。將馬達106內(nèi)的制冷劑氣體從壓縮機腔室528抽入馬達通 道530，從而循環(huán)馬達106和馬達腔室內(nèi)的制冷劑蒸氣以冷卻馬達106。 此刻加熱的制冷劑氣體通過泵裝置130從馬達腔室內(nèi)抽出并且然后通 過泵裝置130送到熱交換器134和/或蒸發(fā)器114。
參照圖4，示出了膨脹器128和泵裝置130之間的一個連接的橫 截面視圖。膨脹器128和泵裝置130被顯示為通過機械連接來連接。 膨脹器128和泵裝置130運行在共同轉(zhuǎn)軸上，其中膨脹器128基于從冷凝器112流過該膨脹器128的制冷劑的量來驅(qū)動壓縮機130。泵裝 置130直接從馬達腔室接收氣體，并且膨脹器128從冷凝器112接收 液態(tài)制冷劑。泵裝置130將排出的馬達氣體傳遞到熱交換器134和/ 或蒸發(fā)器114。膨脹器128利用來自制冷劑膨脹的多余能量來為泵裝 置130提供動力。隨著膨脹器128處理多余能量，能量被傳遞到所連 接的泵裝置130,從而將動力供應(yīng)到泵裝置130。在返回到壓縮機302 之前，制冷劑然后從膨脹器128排到蒸發(fā)器114。
雖然已參照優(yōu)選實施方案描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 應(yīng)理解，可以進行各種改變以及可以用等同物替換本發(fā)明的構(gòu)件，而 不脫離本發(fā)明的范圍。此外，可以對本發(fā)明的教導進行各種改型來適 應(yīng)具體的情形或者材料，而不脫離本發(fā)明的基本范圍。因此，意圖是， 本發(fā)明并不限于如為實施本發(fā)明而設(shè)計的最佳實施方式所公開的具體 實施方案，而本發(fā)明將包括落入所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實 施方案。
權(quán)利要求
1. 一種制冷系統(tǒng)，包括在制冷劑回路中連接的壓縮機、蒸發(fā)器和冷凝器；連接到所述壓縮機以便于為該壓縮機提供動力的馬達，所述馬達布置在馬達腔室內(nèi)；流體膨脹器，其在所述冷凝器和所述蒸發(fā)器之間連接在所述制冷劑回路中；以及馬達冷卻系統(tǒng)，所述馬達冷卻系統(tǒng)包括與所述制冷劑回路的第一連接，以從所述蒸發(fā)器接收制冷劑；與所述制冷劑回路的第二連接，以將制冷劑返回到所述蒸發(fā)器；泵裝置，以將制冷劑從所述第一連接穿過所述馬達腔室循環(huán)到所述第二連接，所述泵裝置由所述流體膨脹器的運行來提供動力；以及其中所述泵裝置降低所述馬達腔室內(nèi)的制冷劑的壓力和氣體密度，以減少所述馬達的風阻損失。
2. 如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述流體膨脹器被構(gòu)造為 將來自所述冷凝器的高壓制冷劑流體膨脹為用于所述蒸發(fā)器的低壓制 冷劑流體。
3. 如權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其中所述流體膨脹器通過從該 流體膨脹器內(nèi)的制冷劑的膨脹而回收能量來為所述泵裝置提供動力。
4. 如權(quán)利要求3所述的制冷系統(tǒng)，其中所述流體膨脹器包括噴射 器、正排量膨脹器或渦輪式離心膨脹器中的一種。
5. 如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述泵裝置是氣體壓縮機。
6. 如權(quán)利要求5所述的制冷系統(tǒng)，其中所述氣體壓縮機包括氣動 壓縮機或正排量壓縮機中的一種。
7. 如權(quán)利要求6所述的制冷系統(tǒng)，其中所述氣體壓縮機包括螺桿 式壓縮機、往復式壓縮機、渦旋式壓縮才幾或葉片式壓縮才幾中的一種。
8. 如權(quán)利要求7所述的制冷系統(tǒng)，其中所述制冷系統(tǒng)具有1000噸 的容量，所述氣體壓縮機具有大約310 CFM的掃氣容積和大約3. 3的 容積比，并且所述流體膨脹器被構(gòu)造為用于至少300 GPM的流量以及具有大約13. 8的容積比。
9. 如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述流體膨脹器通過機械 連接或電氣連接中的一種來耦合到所述泵裝置。
10. 如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其中所述流體膨脹器和所述泵 裝置被組合為單一單元。
11. 如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，進一步包括在所述泵裝置和所 述蒸發(fā)器之間連接的熱交換器，所述熱交換器被構(gòu)造為將自所述泵裝 置排出的制冷劑降低過熱。
12. 如權(quán)利要求11所述的制冷系統(tǒng)，其中所述熱交換器被構(gòu)造為 利用冷凝器冷卻塔的水將來自所述泵裝置的制冷劑降低過熱。
13. —種用于冷凍器系統(tǒng)的馬達冷卻系統(tǒng)，所述冷凍器系統(tǒng)具有在 閉合的制冷劑回路中連接的壓縮機、蒸發(fā)器和冷凝器，所述馬達冷卻 系統(tǒng)包括用于所述馬達的馬達殼體；流體膨脹器，其在所述冷凍器系統(tǒng)的冷凝器和蒸發(fā)器之間可連接 到閉合的制冷劑回路；第 一制冷劑連接，其可連接到所述閉合的制冷劑回路以從所述蒸 發(fā)器接收制冷劑并且將制冷劑提供到所述馬達殼體；第二制冷劑連接，其可連接到所述閉合的制冷劑回路以將制冷劑 返回到所述蒸發(fā)器；泵裝置，其布置在所述第二制冷劑連接內(nèi)以將制冷劑從所述第一 制冷劑連接穿過所述馬達殼體循環(huán)到所述第二制冷劑連接，以冷卻所 述馬達并且在所述馬達殼體內(nèi)保持預(yù)定壓力，所述泵裝置耦合到所述 流體膨脹器并且由所述流體膨脹器的運行來提供動力。
14. 如權(quán)利要求13所述的馬達冷卻系統(tǒng)，其中在所述馬達冷卻系 統(tǒng)的整個運行中，所述馬達殼體內(nèi)的所述預(yù)定壓力被保持在預(yù)定水平。
15. 如權(quán)利要求13所述的馬達冷卻系統(tǒng)，其中耦合的泵裝置和流 體膨脹器是通過機械連接或電氣連接中的一種連接來連接的。
16. 如權(quán)利要求13所述的馬達冷卻系統(tǒng)，其中耦合的泵裝置和流 體膨脹器被連接為一個單元。
17. 如權(quán)利要求13所述的馬達冷卻系統(tǒng)，包括布置在所述泵裝置和所述蒸發(fā)器之間、在所述第二制冷劑連接內(nèi)的熱交換器，所述熱交 換器在所述第二制冷劑連接內(nèi)降低制冷劑的溫度。
18. 如權(quán)利要求13所述的馬達冷卻系統(tǒng)，其中所述泵裝置降低所 述馬達殼體內(nèi)的制冷劑的密度，以減少所述馬達的風阻損失。
19. 如權(quán)利要求13所述的馬達冷卻系統(tǒng)，其中所述泵裝置包括氣 動壓縮才幾或正排量壓縮;f幾中的一種。
20. 如權(quán)利要求19所述的馬達冷卻系統(tǒng)，其中所述泵裝置包括螺 軒式壓縮機、往復式壓縮機、渦旋式壓縮機或葉片式壓縮機中的一種。
21. 如權(quán)利要求13所述的馬達冷卻系統(tǒng)，其中所述流體膨脹器包 括噴射器、正排量膨脹器或渦輪式離心膨脹器中的一種。
22. —種用于冷卻冷凍器系統(tǒng)的馬達的方法，包括步驟為制冷劑回路提供第 一連接，所述第 一連接被構(gòu)造為從蒸發(fā)器接 收制冷劑；為所述制冷劑回路提供第二連接，所述第二連接被構(gòu)造為將制冷 劑返回到所述蒸發(fā)器；在馬達腔室內(nèi)提供馬達，所述馬達腔室連接到所述第一連接和所 述第二連接；利用泵裝置將制冷劑從所述第一連接穿過所述馬達腔室循環(huán)到所 述第二連接；利用來自流體膨脹器的膨脹能量來為所述泵裝置提供動力，所述 流體膨脹器被構(gòu)造為在冷凝器和所述蒸發(fā)器之間、在制冷劑回路內(nèi)膨 脹制冷劑；以及其中制冷劑通過所述泵裝置在所述馬達腔室內(nèi)的循環(huán)將所述馬達 冷卻并且降低了所述馬達腔室內(nèi)的制冷劑的壓力和氣體密度，從而減 少了所述馬達的風阻損失。
23. 如權(quán)利要求23所述的方法，還包括通過電氣連接或機械連接中的一種將所述泵裝置和所述流體膨脹器連接的步驟。
24. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述泵裝置和所述流體膨脹器被組合為單一單元。
25. 如權(quán)利要求23所述的方法，還包括利用熱交換器冷卻所述第 二連接中的冷卻劑的步驟。
26.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述熱交換器利用用于所述 冷凝器的冷卻流體來冷卻所述第二連接中的制冷劑。
全文摘要
提供了一種用于減少壓縮機馬達中的風阻損失的方法和系統(tǒng)。壓縮機馬達(106)通過循環(huán)來自包含壓縮機(302)的閉合的制冷劑回路的制冷劑而得到冷卻。耦合到閉合的制冷劑回路中的流體膨脹器(128)的泵裝置(130)，將制冷劑循環(huán)穿過馬達腔室并且產(chǎn)生小于蒸發(fā)壓力的馬達腔室壓力。馬達腔室內(nèi)的降低的壓力減少了該馬達腔室內(nèi)的氣體密度，從而減少了馬達(106)的風阻損失。此外，泵裝置(130)由在冷凝器(112)和蒸發(fā)器(114)之間所回收的流體膨脹能量來提供動力。
文檔編號F25B11/04GK101473174SQ200780022669
公開日2009年7月1日 申請日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者D·E·斯頓普, S·H·史密斯 申請人:江森自控科技公司