JP2013526263A - 電気機械冷却システム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態によれば、少なくとも部分的に機械中空部を画定することができるモジュールハウジングを含んだ電気機械モジュールが提供される。いくつかの実施形態では、電気機械は、固定子アセンブリ及び回転子アセンブリを含むことができ、また、機械中空部内に配置することができる。いくつかの実施形態では、モジュールハウジングは冷媒輸送網を含むことができ、冷媒輸送網は、少なくとも１つの第１の環及び少なくとも１つの第２の環と流体連通している少なくとも１つの通路を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の環は、実質的に軸方向に固定子アセンブリの軸方向の端部に隣接させることができ、また、第２の環は、実質的に軸方向に回転子アセンブリの軸方向の端部に隣接させることができる。いくつかの実施形態では、これらの環は複数の環開口を含むことができる。
【選択図】 図７

Description

関連出願

[0001]本出願は、米国特許法§１１９の下に、２０１０年５月４日に出願した、参照によりその全ての内容が本明細書に組み込まれている米国特許仮出願第６１／３３１２２１号の優先権を主張するものである。

[0002]電気機械を冷却するためのいくつかの方法は、冷却ジャケット内の電気機械の外側の周囲に沿って冷媒を通過させるステップを含むことができる。冷媒は、固定子によって生成される熱の少なくとも一部を取り出して電気機械を冷却することができる。いくつかの機械では、冷却ジャケットから固定子のエンドターンに冷媒を直接噴射することによって冷却をさらに改善することができ、それによりエンドターンを冷却することができる。しかしながら、冷媒の温度は、冷媒が冷却ジャケットの周りを円周方向に流れるにつれて高くなる。そのため、固定子のエンドターンに噴射される際の冷媒は、その温度が高くなっており、エンドターンから取り出される熱のレベルを低下させる。

[0003]本発明のいくつかの実施形態では、少なくとも部分的に機械中空部を画定することができるモジュールハウジングを含んだ電気機械モジュールが提供される。いくつかの実施形態では、電気機械は、固定子アセンブリ及び回転子アセンブリを含むことができ、また、機械中空部内に配置することができる。いくつかの実施形態では、モジュールハウジングは冷媒輸送網を含むことができ、冷媒輸送網は、少なくとも１つの第１の環及び少なくとも１つの第２の環と流体連通している少なくとも１つの通路を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の環は、実質的に軸方向に固定子アセンブリの軸方向の端部に隣接して配置することができ、また、第２の環は、実質的に軸方向に回転子アセンブリの軸方向の端部に隣接させることができる。いくつかの実施形態では、これらの環のうちの１つ又は複数は、複数の開口を含むことができる。

[0004]本発明のいくつかの実施形態は、モジュールハウジングを含んだ電気機械モジュールを含むことができる。いくつかの実施形態では、モジュールハウジングは、第２のハウジングに結合された第１のハウジング部材を含むことができる。また、いくつかの実施形態では、第１のハウジング部材及び第２のハウジング部材は、それぞれ、環状領域及び端部領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、モジュールハウジングは、モジュールハウジングの一部を貫通して配置された少なくとも１つの冷媒入口を含むことができる。いくつかの実施形態では、冷媒輸送網は、モジュールハウジングのいくつかの部分に配置することができ、また、少なくとも１つの冷媒入口と流体連通させることができる。いくつかの実施形態では、冷媒輸送網は、ハウジング部材の各々の一部を貫通して配置され、且つ、冷媒入口と流体連通している少なくとも１つの通路を含むことができる。また、いくつかの実施形態では、ハウジング部材の端部領域は、端部領域から内側に向かって軸方向に延在し、且つ、通路と流体連通している少なくとも１つの第１の環及び少なくとも１つの第２の環を含むことができる。

本発明の一実施形態による電気機械モジュールの横断面図である。 本発明の一実施形態によるハウジング部材の斜視図である。 本発明の一実施形態によるハウジング部材の斜視図である。 図３のハウジング部材の一部の斜視図である。 図２のハウジング部材の一部の斜視図である。 本発明の一実施形態による電気機械モジュールの一部の横断面図である。 図６の電気機械モジュールの拡大横断面図である。 本発明の一実施形態による電気機械モジュールの一部の横断面図である。 図８の電気機械モジュールの拡大横断面図である。

[0014]本発明のすべての実施形態を詳細に説明する前に、本発明の用途は、以下の説明の中で示されている、或いは以下の図面に実例で示されているコンポーネント（構成要素）の構造及び配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、また、様々な方法で実践し、或いは実行することができる。また、本明細書において使用されている言い回し及び専門用語は、説明のためのものであり、本発明を制限するものと見なしてはならないことを理解されたい。本明細書における「含む」、「備えている」又は「有する」及びそれらの変化の使用は、その後に挙げられているアイテム及びそれらの等価物並びに追加アイテムを包含することを意味している。他に特記されていない限り、或いは限定されていない限り、「取り付けられた」、「接続された」、「支持された」及び「結合された」という用語並びにそれらの変化は、広義に使用されており、直接的な取付け、接続、支持及び結合と、間接的な取付け、接続、支持及び結合の両方が包含されている。さらに、「接続された」及び「結合された」は、物理的又は機械的な接続或いは結合に限定されない。

[0015]以下の説明は、当業者による本発明の実施形態の構築及び使用を可能にするために提供されたものである。当業者には、実例で示されているこれらの実施形態に対する様々な修正が容易に明らかであり、また、本発明の実施形態から逸脱することなく、本明細書における一般原理を他の実施形態及び用途に適用することが可能である。したがって本発明の実施形態には、示されている実施形態に限定されることは意図されておらず、本明細書において開示されている原理及び特徴と無矛盾の最も広い範囲と一致することが意図されている。以下の詳細な説明は、異なる図における同様の構成要素は同様の参照数表示を有する図を参照しながら読まれたい。図は、必ずしもスケール通りに描かれていないが、選択された実施形態を示したものであり、本発明の実施形態の範囲を制限することは意図されていない。当業者は、本明細書において提供されている例は、本発明の実施形態の範囲内である多くの有用な代替を有していることを認識されよう。

[0016]図１は、本発明の一実施形態による電気機械モジュール１０を示したものである。モジュール１０は、スリーブ部材１４、第１のエンドキャップ１６及び第２のエンドキャップ１８を備えたモジュールハウジング１２を含むことができる。電気機械２０は、スリーブ部材１４及びエンドキャップ１６、１８によって少なくとも部分的に画定された機械中空部２２内に収納することができる。例えばスリーブ部材１４及びエンドキャップ１６、１８は、従来の締結手段（図示せず）又は他の適切な結合方法を介して結合し、電気機械２０の少なくとも一部を機械中空部２２内に封ずることができる。いくつかの実施形態では、スリーブ部材１４は、エンドキャップ１４、１６のうちの少なくとも一方が実質的にスリーブ部材１４と一体になるように形成することができる。いくつかの実施形態では、ハウジング１２は、実質的に円筒状のキャニスタ及び単一のエンドキャップ（図示せず）を備えることができる。さらに、いくつかの実施形態では、スリーブ部材１４及びエンドキャップ１６、１８を含んだモジュールハウジング１２は、それらに限定されないが、アルミニウム又は他の金属などの、ある熱伝導特性を一般に含むことができる材料、及び電気機械の動作温度に一般に耐えることができる材料から製造することができる。いくつかの実施形態では、ハウジング１２は、鋳造、成形、押出し及び他の同様の製造方法を始めとする異なる方法を使用して製造することができる。

[0017]電気機械２０は、それらに限定されないが、ハイブリッド電動機などの電動機、発電機又は車両交流電源であってもよい。一実施形態では、電気機械２０は、ハイブリッド車両用途のための高電圧ヘアピン（ＨＶＨ）電動機又は内部永久磁石電動機であってもよい。

[0018]電気機械２０は、回転子アセンブリ２４、固定子エンドターン２８を含んだ固定子アセンブリ２６及び軸受３０を含むことができ、また、出力軸３４の周りに配置することができる。図１に示されているように、固定子２６は、回転子２４の一部を実質的に取り囲むことができる。いくつかの実施形態では、回転子アセンブリ２４は、回転子ハブ３３を含むことも可能であり、或いは「ハブなし」設計を有することができる（図６〜９に示されているように）。

[0019]それらに限定されないが、回転子アセンブリ２４、固定子アセンブリ２６及び固定子エンドターン２８などの電気機械２０のコンポーネントは、電気機械２０が動作している間、熱を発生する。これらのコンポーネントは、電気機械２０の性能を高くし、且つ、寿命を長くするために冷却することができる。

[0020]図２〜９を参照すると、いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は異なる構成を備えることができる。いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は、一体に結合された少なくとも２つのハウジング部材を備えることができる。より詳細には、いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は、第２のハウジング部材３６に結合された第１のハウジング部材３４を含むことができる。いくつかの実施形態では、ハウジング部材３４、３６の各々は、端部領域３８及び環状領域４０を含む、実質的に円筒状のキャニスタ形状を備えることができる。いくつかの実施形態では、第１のハウジング部材３４の環状領域４０ａは、第２のハウジング部材３６の環状領域４０ｂの内径に対して、より小さい外径を含むことができる。したがって、いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２の少なくとも一部は、第１のハウジング部材３４の環状領域４０ａの少なくとも一部を第２のハウジング部材３６の環状領域４０ｂ内に配置することによって製造することができる。例えば、図２〜３に示されているように、いくつかの実施形態では、第１のハウジング部材３４の環状領域４０ａの外径は、第２のハウジング部材３６の環状領域４０ｂの内径の直近にあるように配置することができる。さらに、いくつかの実施形態では、ハウジング部材３４、３６が互いに対して配置されると、従来の締結手段、接着剤、溶接、ろう付け、又は他の結合方法を使用してモジュールハウジング１２をさらに結合することができる。

[0021]いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は、少なくとも１つの冷媒ジャケット４２を備えることができる。図１に示されているように、いくつかの実施形態では、スリーブ部材１４は、冷媒ジャケット４２を備えることができる。図６〜９に示されているように、いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット４２の少なくとも一部は、環状領域４０ａ、４０ｂのいくつかの部分の間（すなわち、環状領域４０ａの外径及び環状領域４０ｂの内径のいくつかの部分の間）に実質的に形成することができる。いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット４２は、電気機械２０の少なくとも一部を実質的に取り囲むことができる。より詳細には、いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット４２は、固定子エンドターン２８を含む固定子アセンブリ２６の外径の少なくとも一部を実質的に取り囲むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット４２は、伝達流体、エチレングリコール、エチレングリコール／水混合物、水、油、モータ油、ガス、もや、それらの任意の組合せ又は同様の物質を含むことができる冷媒を含有することができる。

[0022]いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は、少なくとも１つの冷媒入口４４を備えることができるが、他の実施形態では、モジュールハウジング１２は、複数の冷媒入口４４を備えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット４２は、冷媒を冷媒ジャケット４２中に分散させる前に、或いは冷媒を冷媒ジャケット４２中に分散させる際に冷媒を加圧することができる冷媒源（図示せず）と冷媒入口４４を介して流体連通させることができ、したがって加圧された冷媒を冷媒ジャケット４２を介して循環させることができる。いくつかの実施形態では、冷媒入口４４は、一般的にはモジュールハウジング１２の下側の領域（すなわち、出力軸３２に対して）のモジュールハウジング１２の一部（すなわち、スリーブ部材１４及び／又はエンドキャップ１６、１８或いは第１及び／又は第２のハウジング部材３４、３６）を貫通して配置することができ、また、冷媒ジャケット４２及び冷媒源の少なくとも両方と流体連通させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、冷媒入口４４は、一般的には出力軸３２に対して最も下方の配置（すなわち、６時の配置）に配置することができる。他の実施形態では、冷媒入口４４は、モジュールハウジング１２のいくつかの部分を貫通して他の位置に配置することができる。さらに、いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は、規則的な間隔又は不規則的な間隔でモジュールハウジング１２の周囲のいくつかの部分の周りに配置された複数の冷媒入口４４を備えることができる。

[0023]また、いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は、冷媒ジャケット４２を機械中空部２２と流体連通させることができるよう、複数の冷媒ジャケット開口４６を含むことも可能である。いくつかの実施形態では、これらの冷媒開口４６は、実質的に固定子エンドターン２８に隣接して配置することができる。より詳細には、いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット開口４６は、スリーブ部材１４の内壁４８のいくつかの部分を貫通して配置することができる。他の実施形態では、冷媒ジャケット開口４６は、第１のハウジング部材３４の環状領域４０ａのいくつかの部分を貫通して配置することができる。さらに、いくつかの実施形態では、冷媒ジャケット開口４６は、一般的にはモジュールハウジング１２の上側の部分（すなわち、出力軸３２に対して）を貫通して配置することができるが、他の実施形態では、冷媒ジャケット開口４６は、モジュールハウジング１２のいくつかの部分（すなわち、内壁４８又は環状領域４０ａ及び／又は４０ｂ）を貫通して、規則的な間隔又は不規則的な間隔で配置することができ、或いは一般的にはモジュールハウジング１２の下側の部分に配置することができる。

[0024]いくつかの実施形態では、加圧された冷媒が冷媒ジャケット４２を介して循環する際に、冷媒ジャケット開口４６を介して冷媒の少なくとも一部を冷媒ジャケット４２から流出させ、且つ、機械中空部２２に流入させることができる。また、いくつかの実施形態では、冷媒を固定子エンドターン２８に接触させることも可能であり、それにより固定子アセンブリ２６を少なくとも部分的に冷却することができる。冷媒ジャケット開口４６から流出すると、冷媒の少なくとも一部は機械中空部２２のいくつかの部分を通って流れ、いくつかのモジュール１０エレメントと接触することができ、それにより、いくつかの実施形態ではモジュール１０を少なくとも部分的に冷却することができる。さらに、いくつかの実施形態では、冷媒のいくつかの部分を冷媒ジャケット４２を介して循環させることができ、電気機械２０を運転している間に生成される熱エネルギーの一部を受け取ることができる。

[0025]いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１２は冷媒輸送網５０を備えることができる。いくつかの実施形態では、冷媒輸送網５０は、単一の通路５２を備えることができる。いくつかの実施形態では、冷媒輸送網５０は、モジュールハウジング１２内に配置された複数の通路５２を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、図２〜９に示されているように、ハウジング部材３４、３６の各々の端部領域３８ａ及び３８ｂは、それぞれ通路５２を含むことができる。しかしながら、他の実施形態では、スリーブ部材１４及び／又はエンドキャップ１６、１８は、複数の通路（図示せず）を備えることができる。さらに、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの通路５２は、第２のハウジング部材３６の環状領域４０ｂ及び／又は第１のハウジング部材３４の環状領域４０ａの一部を貫通して配置することができる。さらに、いくつかの実施形態では、これらの通路５２の少なくとも一部は、冷媒を冷媒源から導入して冷媒輸送網５０及び通路５２に引き渡すことができるよう、少なくとも１つの冷媒入口４４と流体連通させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、図６〜９に示されているように、第１のハウジング部材３４及び第２のハウジング部材３６中の通路５２は、複数の冷媒入口４４と流体連通することができる。

[0026]いくつかの実施形態では、冷媒輸送網５０は、少なくとも１つのプラグ５３を備えることができる。より詳細には、いくつかの実施形態では、大量の冷媒材料が通路５２を通って流れるのを防止するために、少なくとも１つのプラグ５３を少なくとも１つの通路５２内に配置することができる。例えば、図８〜９に示されているように、第１のハウジング部材３４中に配置された通路５２を第２のハウジング部材３６中に配置された通路５２から実質的に封止することができるよう、プラグ５３を通路５２内に配置することができる。したがって第１のハウジング部材３６の通路５２を通って循環する冷媒の少なくとも一部は、第１のハウジング部材３４に結合されている冷媒入口４４から端を発することができる。いくつかの実施形態では、使用者の要求事項に合致する所望の冷媒流路を生成するために、１つ又は複数のプラグ５３を通路５２内に配置することができる。

[0027]いくつかの実施形態では、冷媒輸送網５０は、第１の環５４及び第２の環５６をさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、ハウジング部材３４、３６の各々の端部領域３８ａ、３８ｂの各々は、第１の環５４及び第２の環５６の両方を備えることができる。他の実施形態では、端部領域３８ａ、３８ｂのいずれかが、第１の環５４及び／又は第２の環５６のうちの一方又は両方を含むことができ、或いはこれらの両方を含んでいなくてもよい。より詳細には、いくつかの実施形態では、これらの環５４、５６は、端部領域３８ａ、３８ｂから内側に向かって軸方向に延在させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ハウジング部材３４、４６は、これらの環５４、５６が端部領域３８ａ、３８ｂと一体になるように形成することができる。他の実施形態では、これらの環５４、５６は、従来の結合技法（すなわち、溶接、ろう付け、締結手段、接着剤、等々）を使用して端部領域３８ａ、３８ｂに結合することができる。さらに、いくつかの実施形態では、エンドキャップ１６、１８及び／又はスリーブ部材１４は、第１の環５４及び／又は第２の環５６のうちの一方又は両方を備えることができ、或いはこれらの両方を備えていなくてもよい。いくつかの実施形態では、第１の環５４及び第２の環５６は、図２〜９に示されているように概ね同心にすることができる。いくつかの実施形態では、第１の環５４が一般的により大きい直径を備えることができ、また、他の実施形態では、第２の環５６が一般的により大きい直径を備えることができる（すなわち、第１の環５４又は第２の環５６のいずれか一方は、より半径方向に外側の位置に配置することができる）。いくつかの実施形態では、これらの環５４、５６は、概ね円形及び／又は半球の形状を備えることができるが、これらの環５４、５６は、それらに限定されないが、楕円形、正方形、長方形、正則又は非正則多角形、或いはそれらの任意の組合せを始めとする他の形状を備えることも可能である。

[0028]単なる一例にすぎないが、いくつかの実施形態では、第１の環５４は、固定子アセンブリ２６の軸方向の少なくとも一方の側に実質的に軸方向に隣接して配置することができる。いくつかの実施形態では、個々のハウジング部材３４、３６は、それぞれ少なくとも１つの第１の環５４を備えることができ、したがって第１のこれらの環５４は、固定子アセンブリ２６の軸方向の両方の側に実質的に軸方向に隣接して配置することができる。さらに、いくつかの実施形態では、第２の環５６は、回転子アセンブリ２４の軸方向の少なくとも一方の側に実質的に軸方向に隣接して配置することができる。いくつかの実施形態では、個々のハウジング部材３４、３６は、それぞれ少なくとも１つの第２の環５６を備えることができ、したがって第２のこれらの環５６は、回転子アセンブリ２４の軸方向の両方の側に実質的に軸方向に隣接して、且つ、固定子アセンブリ２６から内側に向かって半径方向に配置することができる。他の実施形態では、これらの環５４、５６の相対位置を実質的に逆にすることができる（すなわち、第１の環５４を回転子アセンブリ２４に実質的に軸方向に隣接して配置し、また、第２の環５６を固定子エンドターン２８に実質的に軸方向に隣接して配置することができる）。

[0029]図６〜９に示されているように、いくつかの実施形態では、第１の環５４及び／又は第２の環５６は通路５２と流体連通させることができる。いくつかの実施形態では、第１の環５４及び／又は第２の環５６は、図６〜９に示されているように、端部領域３８ａ、３８ｂから軸方向に内側に向かって延在させることができる。いくつかの実施形態では、これらの環５４、５６は、端部領域３８ａ、３８ｂから異なる距離で延在させることができる（すなわち、第１の環５４は、第２の環５６に対して通路５２からより短い軸方向の距離で延在させることができ、また、その逆も可能である）。

[0030]さらに、いくつかの実施形態では、第１の環５４及び／又は第２の環５６は、複数の環開口５８を備えることができる。より詳細には、いくつかの実施形態では、環開口５８は、これらの環５４、５６を機械中空部２２と流体連通させることができるよう、第１の環５４及び／又は第２の環５６の一部を貫通して配置することができる。いくつかの実施形態では、環開口５８は、ノズル又はオリフィスを備えることができ、或いはモジュール１０のいくつかのエレメントに向けて冷媒を案内し、導き、及び／又は強制することができる他の構造を備えることができる。

[0031]いくつかの実施形態では、冷媒は、冷媒入口４４から通路５２を介して循環させることができ、また、冷媒のいくつかの部分は環５４、５６を通過させることができ、且つ、複数の環開口５８のうちの少なくともいくつかから、いくつかのモジュール１０エレメントに向けて流出させることができる。いくつかの実施形態では、複数の環開口５８のうちの少なくとも一部は、冷媒を概ね半径方向に、概ね軸方向に、或いはそれらの組合せの方向に導くように構成することができる。単なる一例にすぎないが、いくつかの実施形態では、第１及び第２の環５４、５６の環開口５８は、冷媒を概ね軸方向に内側に向かって導くように構成することができる。したがって、いくつかの実施形態では、回転子アセンブリ２４及び固定子アセンブリ２６の両方に向けて冷媒を導くことができる。

[0032]さらに、いくつかの実施形態では、環開口５８は別様に構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、第２の環５６の環開口５８は、冷媒を概ね半径方向に外側に向かって導くように構成することができ、また、第１の環５４の環開口５８は、冷媒を概ね軸方向に導くように構成することができる。したがって、いくつかの実施形態では、これらの環５４、５６の両方の複数の環開口５８の少なくとも一部から流出する冷媒の少なくとも一部は、固定子アセンブリ２６に向けて導くことができる。これらの環開口５８は、冷媒のいくつかの部分を使用者の要求事項に合致する他の方向に導くことができる他の構成を備えることができる。

[0033]いくつかの実施形態では、冷媒噴射を軸方向及び半径方向の両方から固定子アセンブリ２６に衝突させることにより、事実上、固定子エンドターン２８のいくつかの部分を含む固定子アセンブリ２６のいくつかの部分を「浸水させる」ことができ、それにより固定子エンドターン２８と接触する冷媒の量が増加し、延いては固定子アセンブリ２６及び電気機械２０の冷却を高めることができる。さらに、いくつかの実施形態では、冷媒のいくつかの部分を回転子アセンブリ２４に衝突させることにより、冷媒は、回転子アセンブリ２４及びそのコンポーネント（すなわち、磁石）によって生成される熱エネルギーの少なくとも一部を受け取ることができ、延いては電気機械２０の冷却をさらに改善することができる。

[0034]いくつかの実施形態では、冷媒輸送網５０は、冷媒ジャケットのみを備えたいくつかの電気機械モジュールと比較すると、冷却を改善することができる。図６〜９に示されているように、冷媒輸送網５０及び冷却ジャケット４２は互いに流体連通させることができ、また、これらの冷媒輸送網５０及び冷却ジャケット４２は、それぞれ、流体源から複数の冷媒入口４４の少なくとも一部を介して冷媒を受け取ることができる（すなわち、冷媒輸送網５０は、固定子アセンブリ２６からの熱エネルギーを既に受け取っているため、このような冷媒の温度がより高くなっている冷却ジャケット４２から冷媒を直接受け取っていない）。したがって複数の通路５２及び環５４、５６のいくつかの部分を通過する冷媒の温度は、モジュール１０のエレメントとの接触に先立ってより低くなり、したがってモジュール１０から除去される熱エネルギーの量を少なくとも部分的に多くすることができる。いくつかの実施形態では、冷媒輸送網５０は、冷媒の少なくとも一部を冷却ジャケット４２から直接受け取ることができる。

[0035]いくつかの実施形態では、機械中空部２２に噴射される冷媒の少なくとも一部は、最終的には重力によって電気機械モジュール１０内のドレン（図示せず）に向けて流すことができる。ドレン部分の冷媒は、循環させて流体源へ戻し（例えばポンプによって）、再冷却し（流体源の位置又は他の位置のいずれかで）、且つ、再循環させてモジュール１０へ戻すことができる。

[0036]以上、本発明について、特定の実施形態及び例に関連して説明したが、本発明は必ずしもそれらに限定されないこと、また、多くの他の実施形態、例、使用法、修正、並びにこれらの実施形態、例及び使用法からの逸脱は、本明細書に添付されている特許請求の範囲に包含されることが意図されていることは当業者には理解されよう。本明細書に記載されている個々の特許及び刊行物の開示は、すべて、参照により、個々のこのような特許又は刊行物が参照によってあたかも本明細書に個々に組み込まれているものとして組み込まれている。本発明の様々な特徴及び利点は、以下の特許請求の範囲に示されている。

Claims (20)

1. 少なくとも部分的に機械中空部を画定しているモジュールハウジングと、
   前記機械中空部内に配置され、前記モジュールハウジングによって少なくとも部分的に囲まれた電気機械であり、固定子エンドターンを含んだ固定子アセンブリ及び回転子アセンブリを含み、前記固定子アセンブリが前記回転子アセンブリの少なくとも一部を取り囲んでいる、電気機械と
   を備える電気機械モジュールであって、
   前記モジュールハウジングが冷媒輸送網を含み、
   前記冷媒輸送網が、
   少なくとも１つの第１の環及び少なくとも１つの第２の環と流体連通している少なくとも１つの通路であり、前記少なくとも１つの第１の環が前記固定子アセンブリの軸方向の端部に実質的に軸方向に隣接し、また、前記少なくとも１つの第２の環が前記回転子アセンブリの軸方向の端部に実質的に軸方向に隣接している、少なくとも１つの通路
   を含み、
   前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環の各々が、前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環が前記機械中空部と流体連通するよう、複数の環開口を備える、電気機械モジュール。
2. 前記モジュールハウジングの一部を貫通して配置された、前記固定子アセンブリの少なくとも一部を取り囲んでいる冷媒ジャケットをさらに備える、請求項１に記載の電気機械モジュール。
3. 前記冷媒ジャケットが前記機械中空部と流体連通するよう、前記モジュールハウジングの一部を貫通して配置された複数の冷媒ジャケット開口をさらに備える、請求項２に記載の電気機械モジュール。
4. 前記複数の環開口の少なくとも一部がノズル及びオリフィスのうちの少なくとも一方を備える、請求項１に記載の電気機械モジュール。
5. 前記複数の環開口が、半径方向及び軸方向のうちの少なくとも一方の方向に冷媒を導くように形作られ且つ構成されている、請求項１に記載の電気機械モジュール。
6. 前記モジュールハウジングが、２つのエンドキャップに結合されたスリーブ部材を備え、前記スリーブ部材及び前記２つのエンドキャップがそれぞれ前記冷媒輸送網の少なくとも一部を含み、
   前記２つのエンドキャップの各々が少なくとも１つの第１の環及び少なくとも１つの第２の環を含み、前記スリーブ部材が前記固定子アセンブリの少なくとも一部を取り囲んでいる冷媒ジャケットを含み、前記スリーブ部材の内壁が、前記冷媒ジャケットが前記機械中空部と流体連通するよう、複数の冷媒ジャケット開口を含む、請求項１に記載の電気機械モジュール。
7. 前記モジュールハウジングが、一体に結合された少なくとも２つのハウジング部材を備え、前記ハウジング部材の各々が端部領域及び環状領域を含み、前記ハウジング部材の各々が前記冷媒輸送網の一部を含み、
   前記ハウジング部材の各々の前記端部領域が少なくとも１つの第１の環及び少なくとも１つの第２の環を含み、前記２つのハウジング部材が、実質的に前記２つのハウジング部材の前記環状領域の少なくとも一部の間に冷媒ジャケットが形成されるよう、一体に結合されている、請求項１に記載の電気機械モジュール。
8. 前記モジュールハウジングが少なくとも２つの第１の環及び少なくとも２つの第２の環を備える、請求項１に記載の電気機械モジュール。
9. 前記２つの第１の環が前記固定子アセンブリの軸方向の両端部に実質的に軸方向に隣接して配置され、前記２つの第２の環が前記回転子アセンブリの軸方向の両端部に実質的に軸方向に隣接して配置されている、請求項８に記載の電気機械モジュール。
10. 第２のハウジング部材に結合された第１のハウジング部材、及び前記第１のハウジング部材及び前記第２のハウジング部材のいくつかの部分によって画定された機械中空部を含んだモジュールハウジングであり、前記第１のハウジング部材及び前記第２のハウジング部材がそれぞれ環状領域及び端部領域を含む、モジュールハウジングと、
    前記モジュールハウジングの一部を貫通して配置された少なくとも１つの冷媒入口と、
    前記第１のハウジング部材及び前記第２のハウジング部材の各々のいくつかの部分に配置された、前記少なくとも１つの冷媒入口と流体連通している冷媒輸送網であり、前記第１のハウジング部材及び前記第２のハウジング部材の各々の一部を貫通して配置された、前記少なくとも１つの冷媒入口と流体連通している少なくとも１つの通路を含む、冷媒輸送網と
    を備える電気機械モジュールであって、
    前記第１のハウジング部材及び前記第２のハウジング部材の前記端部領域が、前記端部領域から軸方向に内側に向かって延在している少なくとも１つの第１の環及び少なくとも１つの第２の環を備え、前記第１のハウジング部材の前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環が前記第１のハウジング部材の前記少なくとも１つの通路と流体連通し、また、前記第２のハウジング部材の前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環が前記第２のハウジング部材の前記少なくとも１つの通路と流体連通している、電気機械モジュール。
11. 前記第１のハウジング部材の前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環の各々、及び前記第２のハウジング部材の前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環の各々が複数の環開口を備える、請求項１０に記載の電気機械モジュール。
12. 前記複数の環開口の少なくとも一部がノズル及びオリフィスのうちの少なくとも一方を備える、請求項１１に記載の電気機械モジュール。
13. 前記複数の環開口が、半径方向及び軸方向のうちの少なくとも一方の方向に冷媒を導くように形作られ且つ構成されている、請求項１１に記載の電気機械モジュール。
14. 前記第１のハウジング部材の前記環状領域の一部と前記第２のハウジング部材の前記環状領域の一部の間に画定された冷媒ジャケットをさらに備える、請求項１０に記載の電気機械モジュール。
15. 前記機械中空部内に配置され、前記モジュールハウジングによって少なくとも部分的に囲まれた電気機械であり、固定子アセンブリ及び回転子アセンブリを含む電気機械を備える電気機械モジュールであって、
    前記第１のハウジング部材及び前記第２のハウジング部材の前記少なくとも１つの第１の環の各々が前記固定子アセンブリに実質的に軸方向に隣接し、
    前記第１のハウジング部材及び前記第２のハウジング部材の前記少なくとも１つの第２の環の各々が前記回転子アセンブリに実質的に軸方向に隣接する、請求項１０に記載の電気機械モジュール。
16. 前記第１のハウジング部材及び前記第２のハウジング部材の各々が少なくとも１つの冷媒入口を備える、請求項１０に記載の電気機械モジュール。
17. 前記第１のハウジング部材の前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環が実質的に前記第２のハウジング部材の前記少なくとも１つの冷媒入口から封止されるよう、前記冷媒輸送網中に配置された少なくとも１つのプラグをさらに備える、請求項１６に記載の電気機械モジュール。
18. 前記第１のハウジング部材及び前記第２のハウジング部材の前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環が同心である、請求項１０に記載の電気機械モジュール。
19. 少なくとも部分的に機械中空部を画定するモジュールハウジングを提供するステップであって、前記モジュールハウジングが、少なくとも１つの通路、少なくとも１つの第１の環及び少なくとも１つの第２の環を含み、前記少なくとも１つの通路が前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環と流体連通する、ステップと、
    固定子アセンブリ及び回転子アセンブリを含んだ電気機械を実質的に前記機械中空部内に配置するステップであって、前記電気機械が前記モジュールハウジングによって少なくとも部分的に囲まれるように前記電気機械を配置するステップと、
    前記固定子アセンブリに実質的に軸方向に隣接するように前記少なくとも１つの第１の環を配置するステップと、
    前記回転子アセンブリに実質的に軸方向に隣接するように前記少なくとも１つの第２の環を配置するステップと
    を含む電気機械モジュールを冷却する方法。
20. 前記少なくとも１つの第１の環及び前記少なくとも１つの第２の環がそれぞれ複数の環開口を備える、請求項１９に記載の方法。

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