JP6317300B2 - 動力装置冷却システム - Google Patents
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Description
ィを冷却するのに使用される。この構成では、コイルに液体冷媒を供給することに関連する制御デバイスが使用され、それにより、すべての液体がコイル出口で蒸発する。この制御デバイスは、「乾式膨張(Dry−expansion)」蒸発器と共に使用されるものに類似する熱膨張弁であってよく、または、動力装置に液体を送るのを回避するための、ある程度等価のシステム(例えば、温度センサによって制御される電磁弁を組み合わせたもの)であってもよい。
[0010]例えば、コイルからすべての液体冷媒が確実に蒸発するようにするために冷却コイルの入口で膨張デバイスを使用することにより、さらに、動力装置キャビティ内の圧力が自動調整され、用途に応じて、吸込圧力をわずかに上回るレベルまたはステージ間圧力をわずかに上回るレベルに達するようになる。このように自動調整されることにより、ガスが動力装置ハウジングのキャビティを通るように効果的に誘導されるようになり、それによりキャビティが冷却される。しかし、このシステムは熱的に最適化されておらず、冷媒が完全に蒸発することにより、コイル出口で二相状態にある冷媒の場合と比較してコイル内での熱伝達が減少する。また、動力装置内に送られるガス冷媒は幾分か過熱される傾向があり、それにより動力装置キャビティ内での冷却効率が低下する。さらに、ステージ間圧力をわずかに上回るレベルでガス冷媒を提供するシステムでは、より高い温度で蒸発が起こることから、得られる冷却量が減少する。ガスの内部圧力レベルが上がった状態で動力装置を動作させることにより、ガス冷媒によって発生する摩擦量(さらには、熱)も増大し、動力装置を冷却するという当初の目的が損なわれる。
、動力装置キャビティを通して満足できる量のガス冷媒を引き抜くのに十分なレベルではなく、それにより動力装置の冷却が不十分になる。
−コイルから出る流れを二相にすることにより固定子の冷却を最適化するために、固定子を囲むコイルに十分な量の液体冷媒を供給するのに対応すること、
−動力装置キャビティを通る冷温ガスまたは冷却蒸気の流れを容易かつ効率的に掃引または誘導するのを可能にすること、
−動力装置キャビティ内に液体冷媒が導入されるのを防止すること、
−動力装置キャビティを通るように誘導される蒸気またはガスの温度を低温に維持しさらには蒸気またガスの摩擦損失の程度を低く維持するために、吸込圧力において、または吸込圧力に接近する圧力において、動力装置ハウジングから蒸気またはガス冷媒を抜く能力を提供すること。
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
[形態1]
蒸気圧縮システム内の圧縮機に動力供給するための動力装置のために設けられた冷却システムであって、
前記動力装置を格納するハウジングと、
前記ハウジング内に位置するキャビティと、
液体または二相冷却流体を前記動力装置に提供するように構成される、前記ハウジングとの第1の接続部を有する流体回路であり、前記二相冷却流体が、蒸気相部分と液相部分とに分離可能であり、前記流体回路が、前記流体回路に流体連通される冷却流体を除去するための、前記ハウジングとの第2の接続部をさらに有し、前記第2の接続部を通して搬送される冷却流体が二相冷却流体であり、前記流体回路が、前記第2の接続部を通して搬送される前記蒸気相部分を受け取って前記キャビティ内で循環させるための、前記ハウジングとの第3の接続部をさらに有する、流体回路と
を備える、冷却システム。
[形態2]
前記第1の接続部付近に配置される絞りデバイスを含む、形態1に記載のシステム。
[形態3]
前記絞りデバイスが、前記蒸気圧縮システムの凝縮器と前記第1の接続部との間に配置される、形態2に記載のシステム。
[形態4]
前記第1の接続部と前記第2の接続部との間の前記流体回路の一部分が、電動機固定子を冷却することに関連する、形態1に記載のシステム。
[形態5]
前記第1の接続部と前記第2の接続部との間の前記流体回路の前記一部分が、前記ハウジング内部で、前記ハウジングに対して可動である構成要素へ循環されることが防止される、形態4に記載のシステム。
[形態6]
前記第3の接続部から受け取られる前記蒸気相部分を排出するための、前記ハウジングとの第4の接続部を含む、形態1に記載のシステム。
[形態7]
前記第2の接続部と前記第3の接続部との間で二相冷却流体を搬送するための、前記第2の接続部と前記第3の接続部との間に配置される導管を含む、形態1に記載のシステム。
[形態8]
前記導管が、前記第2の接続部を介して前記ハウジングから流出する前記蒸気相部分から前記液相部分を分離させるための容器を含む、形態7に記載のシステム。
[形態9]
前記容器が前記ハウジングの外部に配置される、形態8に記載のシステム。
[形態10]
前記容器が、前記二相冷却流体の前記蒸気相部分から前記液相部分を分離させ、その後、前記蒸気相部分が前記第3の接続部を通るように搬送される、形態8に記載のシステム。
[形態11]
前記導管が、前記第2の接続部を介して前記ハウジングから流出する前記蒸気相部分から前記液相部分を分離させるためのコンパートメントを含む、形態7に記載のシステム。
[形態12]
前記コンパートメントが前記ハウジングの内部に配置される、形態11に記載のシステム。
[形態13]
前記コンパートメントが、前記二相冷却流体の前記蒸気相部分から前記液相部分を分離させ、その後、前記蒸気相部分が前記第3の接続部を通るように搬送される、形態11に記載のシステム。
[形態14]
前記圧縮機が多段圧縮機である、形態1に記載のシステム。
[形態15]
蒸気圧縮システム内の圧縮機に動力供給するための動力装置を冷却するための方法であって、
前記動力装置を格納するハウジングを用意するステップと、
前記ハウジング内に位置するキャビティを用意するステップと、
前記動力装置に冷却流体を供給するように構成される、前記ハウジングとの第1の接続部を有する流体回路を用意するステップであって、前記流体回路が、前記流体回路に流体連通される冷却流体を除去するための、前記ハウジングとの第2の接続部をさらに有し、前記流体回路が、前記第2の接続部を通して搬送される前記キャビティ内の冷却流体を受けるための、前記ハウジングとの第3の接続部をさらに有する、ステップと、
前記第1の接続部と前記第2の接続部との間を流れる冷却流体を蒸気相部分と液相部分とに分離するステップであって、前記第1の接続部と前記第2の接続部との間を流れる前記冷却流体が、前記ハウジングの内部で、前記ハウジングに対して可動である構成要素へ循環することが防止される、ステップと、
前記キャビティ内で、前記第3の接続部を通して搬送される前記蒸気相部分を循環させるステップと
を含む方法。
Claims (6)
- 凝縮器と蒸発器とを備える蒸気圧縮システム内の圧縮機に動力供給するための動力装置のために設けられた冷却システムであって、
前記動力装置を格納するハウジングと、
前記ハウジング内に位置するキャビティと、
前記ハウジングに配設され、前記凝縮器から供給される冷却流体を受け取るように構成された第1の接続部と、
前記動力装置を囲むようにコイル状に形成され、内部を冷却流体が流れて当該動力装置を冷却するように構成された流路と、
前記ハウジングに配設され、前記流路を介して前記第1の接続部に流体連通された第2の接続部であって、冷却流体を排出するように構成された第2の接続部と、
を有する流体回路であって、
前記流路は、当該流路内を流れる冷却流体が前記ハウジングに対して可動である動力装置構成要素まで循環するのを防止し、
前記流路内を流れる冷却流体は、前記動力装置から熱を受けて蒸気相部分と液相部分とを有する二相冷却流体となり、
二相冷却流体が前記第2の接続部を通して排出される、流体回路と、
を備え、
前記流体回路は、更に、
前記第2の接続部に接続され、二相冷却流体を搬送するように構成された導管と、
前記導管に流体連通され、二相冷却流体を蒸気相部分と液相部分とに分離させるように構成されたコンパートメントと、
前記コンパートメントに流体連通され、冷却流体の蒸気相部分を受け取って前記キャビティ内で循環させるように構成された第3の接続部と、
前記ハウジングに配設され、前記キャビティ内を循環した蒸気相部分を排出するように構成された第4の接続部と、
を有し、
前記コンパートメントは、前記第2の接続部を通じて排出される冷却流体だけを受け取るように構成され、
前記コンパートメントが前記ハウジングの内部に配置される、冷却システム。 - 前記第1の接続部付近に配置される絞りデバイスを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記絞りデバイスが、前記蒸気圧縮システムの凝縮器と前記第1の接続部との間に配置される、請求項2に記載のシステム。
- 前記流路が、電動機固定子を冷却することに関連する、請求項1に記載のシステム。
- 前記圧縮機が多段圧縮機である、請求項1に記載のシステム。
- 凝縮器と蒸発器とを備える蒸気圧縮システム内の圧縮機に動力供給するための動力装置を冷却する冷却システムを稼働する方法であって、冷却システムは、
前記動力装置を格納するハウジングと、
前記ハウジング内に位置するキャビティと、
前記ハウジングに配設され、前記凝縮器から供給される冷却流体を受け取るように構成された第1の接続部と、
前記動力装置を囲むようにコイル状に形成された流路と、
前記ハウジングに配設され、前記流路を介して前記第1の接続部に流体連通された第2の接続部であって、冷却流体を排出するように構成された第2の接続部と、
前記第2の接続部に接続され、冷却流体を搬送するように構成された導管と、
前記導管に流体連通され、冷却流体を蒸気相部分と液相部分とに分離させるように構成されたコンパートメントと、
前記コンパートメントに流体連通され、冷却流体を受け取って前記キャビティ内で循環させるように構成された第3の接続部と、
前記ハウジングに配設され、前記キャビティ内を循環した冷却流体を排出するように構成された第4の接続部と、
を有する流体回路であって、
前記流路は、当該流路内を流れる冷却流体が前記ハウジングに対して可動である動力装置構成要素まで循環するのを防止し、
前記コンパートメントは、前記第2の接続部を通じて排出される冷却流体だけを受け取るように構成され、前記ハウジングの内部に配置された、流体回路と、
を備え、冷却システムを稼働する方法は、
前記流路内に冷却流体を流して前記動力装置を冷却するステップと、
前記動力装置から熱を受けて前記流路内を流れる冷却流体を蒸気相部分と液相部分とを有する二相冷却流体とするステップと、
二相冷却流体を蒸気相部分と液相部分とに分離するステップと、
蒸気相部分を前記キャビティ内で循環させるステップと、
を含む、方法。
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