用于减少压缩机马达中的风阻损失的系统和方法技术方案

提供了一种用于减少压缩机马达中的风阻损失的方法和系统。压缩机马达（１０６）通过循环来自包含压缩机（３０２）的闭合的制冷剂回路的制冷剂而得到冷却。耦合到闭合的制冷剂回路中的流体膨胀器（１２８）的泵装置（１３０），将制冷剂循环穿过马达腔室并且产生小于蒸发压力的马达腔室压力。马达腔室内的降低的压力减少了该马达腔室内的气体密度，从而减少了马达（１０６）的风阻损失。此外，泵装置（１３０）由在冷凝器（１１２）和蒸发器（１１４）之间所回收的流体膨胀能量来提供动力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及一种通过在马达部件上循环制冷剂气体来冷却压缩机 马达的系统和方法。更具体地，本专利技术是针对通过降低马达腔室内的 制冷剂气体的压力和密度来减少压缩机马达中的风阻损失。部分地因为大量的在高速转子旋转过程中引起的冷却气体诱导风 阻摩擦，高速马达通常具有大的风阻损失，而这影响了马达的性能和 效率。为了减少风阻损失，操作和控制与马达直接相关的各种因素， 例如转子的圆周速度、马达周围的马达冷却气体的流量、转子表面积 和转子表面粗糙度等，以优化马达的性能。一种在冷却马达的同时减少马达中的能量损失的方法是朝向马达 绕组吸入制冷剂。马达绕组的温度降低防止马达部件过热并且产生了 更好的工作效率。另一种减少马达中的能量损失的方法是在整个马达 腔室内保持固定压力。可以在马达腔室内放置压力阀，以释放在运行 时出现的聚集的较高压力的气体。当腔室内的压力增大时，阀门打开， 从而释放高压气体。在腔室内保持固定压力增加了马达效率。但是， 此种方法使用了机械装备，并且不能理想地在马达腔室内保持完全固 定的压力。此外，此种方法并没有解决马达腔室温度的问题。另外一种方法通过保持马达腔室内的固定压力来控制马达中的能 量损失，同时也防止马达部件之间的油损失。在马达轴承部件内保存 油，使得部件运动得到更好润滑，从而在不允许油逸入马达冷却腔室 的同时减少摩擦，防止过度的油搅动并且减少能量损失。包含制冷压 缩机传动装置和储油器的全密封壳体连接到压缩机的吸入侧，以使得 壳体内的压力相等。该方法的焦点在于避免了来自油储备的制冷剂沸 腾。但是，该系统仅将马达腔室内的压力保持在固定水平，并且仅辅 助减少能量损失，而不是优化马达效率。但是，对于非常高速的马达，即使在优化了诸如转子的圆周速度、 马达周围的马达冷却气体的密度和流量、转子表面面积和/或转子表面 粗糙度等因素之后，风阻损失仍然是非常大的。可以操纵来减少风阻6损失的唯一剩余的因素是马达腔室内的气体密度。风阻损失随着马达 腔室内的气体密度的降低而降低，结果产生更好的马达效率。为了减小在这些更高速度马达的腔室内的气体密度，使用真空泵 来降低围绕马达的压力，以尽可能地减少风阻损失。但是，这些系统 缺少既能够充分地冷却马达，同时又提供围绕马达腔室的真空的能力。 降低马达腔室内的气体密度，同时又同步地冷却马达的一个尝试，包 括使用由独立电源供电的辅助正排量气体压缩机来"抽空，，马达腔室， 同时一个完整的冷冻器系统在运行。但是在这些系统中，辅助压缩机 消耗的能量多于它们在马达风阻损失中所节省的能量，因此，这些系 统并不是增加马达效率的好方案。因此，需要一种能够减少压缩机马达中的风阻损失和其它能量损 失，同时消耗的能量不多于所节约的能量的系统。
技术实现思路
本专利技术的 一 个实施方案是针对 一 种制冷系统，该制冷系统包括在 闭合的制冷剂回路中连接的压缩机、蒸发器和冷凝器。马达连接到压 缩机以便于为该压缩机提供动力。流体膨胀器在冷凝器和蒸发器之间 连接在制冷剂回路中。连同该制冷系统，4吏用一个马达冷却系统来冷 却压缩机马达。马达冷却系统具有与制冷剂回路的第一连接，以将制 冷剂从蒸发器接收到马达腔室以供冷却，以及具有与制冷剂回路的第 二连接，以将制冷剂从马达腔室返回到蒸发器。马达冷却系统还具有 一个泵装置，以将制冷剂从第一连接穿过马达腔室循环到第二连接。 泵装置由流体膨胀器的运行来提供动力，并且泵装置降低马达腔室内 的气态制冷剂的压力和密度，以减少马达中的风阻损失。本专利技术的第二实施方案是针对一种用于冷冻器系统的马达冷却系 统，该冷冻系统包括在闭合的制冷剂回路中连接的压缩机、蒸发器和 冷凝器。所述马达冷却系统包括用于马达的马达壳体，该马达为冷冻 器系统的压缩机提供动力。马达冷却系统还包括流体膨胀器，该流体 膨胀器在冷冻器系统的冷凝器和蒸发器之间可连接到闭合的制冷剂回 路中。另外，马达冷却系统具有第一连接和第二连接，该第一连接可 连接到闭合的制冷剂回路以从蒸发器接收制冷剂并且将制冷剂提供到马达壳体，该第二连接可连接到闭合的制冷剂回路以将制冷剂返回到 蒸发器。泵装置，布置在第二连接内并且用于将制冷剂从第一连接穿 过马达壳体循环到第二连接，以冷却马达并且在马达腔室内保持预定 压力。泵装置耦合到流体膨胀器并且由流体膨胀器的运行来提供动力。 此外，在马达冷却系统的整个运行中，将马达腔室内的预定压力保持 在固定水平。本专利技术的另一实施方案是一种用于冷却冷冻器系统的马达的方 法，包括为制冷剂回路提供第一连接的步骤，其中该第一连接被构造为从蒸发器接收制冷剂。下一步骤包括为制冷剂回路提供第二连接， 其中该第二连接被构造为将制冷剂返回到蒸发器；然后在马达腔室内 提供马达，其中所述马达腔室连接到所述第一连接和所述第二连接。 下一步骤包括利用泵装置将制冷剂从所述第一连接穿过马达腔室循环 到所述第二连接，以及然后利用来自流体膨胀器的膨胀能量来为所述 泵装置提供动力，其中所述流体膨胀器被构造为在冷凝器和蒸发器之 间、在制冷剂回路内膨胀制冷剂，其中制冷剂通过泵装置在马达腔室 内的循环将马达冷却并且降低了所述马达腔室内的制冷剂的压力和气 体密度，从而减少了马达的风阻损失。本专利技术的一个优点在于减少了马达中的风阻和能量损失。 本专利技术的另 一优点在于反复利用由流体膨胀器排出的能量。 本专利技术的又一优点在于所述系统有效地降低了马达腔室内的制冷 剂气体的压力，冷却了马达并且保持能量消耗最小。所有这些优化了 风阻损失的减少并且提高了马达效率。另外，本专利技术的另一优点在于用于马达冷却回路中的压缩机是负 载依存性的。因此，所述系统仅在系统的当前负载所需水平运行并且 不消耗不必要的能量。从以下所给出的结合附图的优选实施方案的更为详细的描述中， 本专利技术的其它优点和特征将变得明显，下文通过举例的方式示出了本 专利技术的原理。附图说明图l是本专利技术的实施方案的框图。8图2是本专利技术的另一实施方案的框图。图3示出了马达和压缩机壳体的横截面。图4示出了泵装置和膨胀器之间的连接的详细视图。具体实施例方式在标记数字存在的任何地方，所有附图中所使用的相同的标记数 字用来指示相同或类似的部件。参照图1，该HVAC、制冷或液体冷冻 器系统包括在制冷剂回路中连接的压缩机302、冷凝器装置112和流 体冷冻蒸发器装置114。在一个优选实施方案中，冷冻器系统具有250 吨或者更大的容量，以及更优选地具有1000吨或者更加大的容量。马 达106连接到压缩才几302以l更于为压缩才几302提供动力。马达106和 压缩机302优选地被罩在一个共同的密封机壳内，但是也可以罩在单 独的密封机壳内。压缩机302压缩制冷剂蒸气并且通过排出管路将高 压蒸气输送到冷凝器112。压缩机302优选地是离心式压缩机；但是， 压缩机302可以是任意适宜类型的压缩机，包括螺杆式压缩机、往 复式压缩机、涡旋式压缩机、旋转式压缩机或任意其它类型的压缩机。由压缩机302输送到冷凝器112的高压制冷剂蒸气形成与诸如空 气或水之类的流体的热交换关系，并且由于与所述流体的热交换关系 而经历到高压制冷剂液体的相变。来自冷凝器112的高压液态制冷剂 流过膨胀器128，以便以低压进入蒸发器114。被输送到蒸发器114 的液态制冷剂形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制冷系统，包括：　在制冷剂回路中连接的压缩机、蒸发器和冷凝器；　连接到所述压缩机以便于为该压缩机提供动力的马达，所述马达布置在马达腔室内；　流体膨胀器，其在所述冷凝器和所述蒸发器之间连接在所述制冷剂回路中；以及　 马达冷却系统，所述马达冷却系统包括：　与所述制冷剂回路的第一连接，以从所述蒸发器接收制冷剂；与所述制冷剂回路的第二连接，以将制冷剂返回到所述蒸发器；　泵装置，以将制冷剂从所述第一连接穿过所述马达腔室循环到所述第二连接，所述泵装置 由所述流体膨胀器的运行来提供动力；以及　其中所述泵装置降低所述马达腔室内的制冷剂的压力和气体密度，以减少所述马达的风阻损失。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DE斯顿普，SH史密斯，
申请(专利权)人：江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]