TW201840103A - 具有冷卻流路的冷卻器馬達 - Google Patents
具有冷卻流路的冷卻器馬達 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201840103A TW201840103A TW107110026A TW107110026A TW201840103A TW 201840103 A TW201840103 A TW 201840103A TW 107110026 A TW107110026 A TW 107110026A TW 107110026 A TW107110026 A TW 107110026A TW 201840103 A TW201840103 A TW 201840103A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- motor
- fluid
- cooling
- cooling fluid
- refrigerant
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 46
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 20
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/06—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of jet type, e.g. using liquid under pressure
- F25B1/08—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of jet type, e.g. using liquid under pressure using vapour under pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/006—Cooling of compressor or motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/5806—Cooling the drive system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units
- F25B31/026—Compressor arrangements of motor-compressor units with compressor of rotary type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
- H02K9/20—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil wherein the cooling medium vaporises within the machine casing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2240/00—Components
- F04C2240/20—Rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2240/00—Components
- F04C2240/60—Shafts
- F04C2240/603—Shafts with internal channels for fluid distribution, e.g. hollow shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/056—Bearings
- F04D29/058—Bearings magnetic; electromagnetic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/047—Water-cooled condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
- F25B2341/0012—Ejectors with the cooled primary flow at high pressure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
本揭露提供了一種用於馬達的冷卻系統，所述馬達為蒸氣壓縮系統中的壓縮機提供動力。所述冷卻系統包括殼體，所述殼體具有包封所述馬達並限定中心軸線的空腔、以及延伸到所述空腔中並平行於所述中心軸線而定向的流體引導特徵。所述冷卻系統進一步包括流體回路，所述流體回路被配置成用於使冷卻流體在所述殼體與所述馬達之間循環。所述流體回路包括：由引導特徵限定的第一冷卻流體路徑，所述引導特徵使第一部分冷卻流體圍繞所述馬達的第一部分行進；以及由流體引導特徵限定的第二冷卻流體路徑，所述流體引導特徵使第二部分冷卻流體圍繞所述馬達的第二部分行進。所述馬達的第二部分位於與與所述第一部分相對的位置。
Description
本發明係涉及一種冷卻器馬達，尤其是涉及一種具有冷卻流路的冷卻器馬達。
本揭露總體上涉及一種感應馬達，所述感應馬達驅動冷卻器組件的離心式壓縮機。一些離心式壓縮機使用中壓（MP）製冷劑，該等離心式壓縮機需要高速永磁馬達以便實現所需的壓力升高。利用低壓（LP）製冷劑允許使用以較低速度運行的更便宜且更簡單的感應馬達。然而，在馬達冷卻系統中使用LP製冷劑需要比MP製冷劑更高的體積流率。較高的體積流率導致通過馬達冷卻系統的壓降較高和流率受限，降低了馬達冷卻系統的效率並使馬達溫度超過最大極限。當馬達溫度未保持在峰值效率範圍內時，冷卻器組件的整體性能下降。
本揭露的一種實現方式係一種用於馬達的冷卻系統，所述馬達為蒸氣壓縮系統中的壓縮機提供動力。所述冷卻系統包括殼體，所述殼體具有包封所述馬達並限定中心軸線的空腔、以及延伸到所述空腔中並平行於所述中心軸線而定向的流體引導特徵。所述冷卻系統進一步包括流體回路，所述流體回路被配置成用於使冷卻流體在所述殼體與所述馬達之間循環。所述流體回路包括：由引導特徵限定的第一冷卻流體路徑，所述引導特徵使第一部分冷卻流體圍繞所述馬達的第一部分行進；以及由流體引導特徵限定的第二冷卻流體路徑，所述流體引導特徵使第二部分冷卻流體圍繞所述馬達的第二部分行進。所述馬達的第二部分位於與所述第一部分相對的位置。
本揭露的另一實現方式係一種用於冷卻器組件的感應馬達。所述感應馬達包括定子，所述定子具有圓柱形形狀，具有內表面和外表面。所述圓柱形形狀限定中心軸線。所述感應馬達進一步包括聯接至軸的轉子。所述轉子和所述軸被配置成用於在所述定子的內表面內圍繞所述中心軸線旋轉。所述感應馬達另外還包括殼體，所述殼體被配置成用於至少部分地封裝所述定子。所述殼體包括多個流體引導突起。所述流體引導突起被配置成限定用於第一部分冷卻流體的第一冷卻流體路徑以及用於第二部分冷卻流體的第二冷卻流體路徑。所述第一冷卻流體路徑和所述第二冷卻流體路徑係蛇形的。
本揭露的又另一實現方式係蒸氣壓縮系統。所述蒸氣壓縮系統包括連接在被配置用於使製冷劑循環的閉合環路中的離心式壓縮機、冷凝器、膨脹裝置、以及蒸發器，所述離心式壓縮機由感應馬達直接驅動。所述感應馬達包括定子以及聯接至軸的轉子。所述轉子和所述軸被配置成用於在所述定子內旋轉。所述感應馬達進一步包括殼體，所述殼體具有被配置成用於封裝所述定子的空腔、以及延伸到所述空腔中的多個製冷劑引導突起。所述製冷劑引導突起被配置成限定用於第一部分製冷劑的第一製冷劑路徑和用於第二部分製冷劑的第二製冷劑路徑。
相關專利申請的交叉引用
本申請要求2017年3月24日提交的美國臨時申請62/476,534的權益，所述美國臨時申請的全部內容藉由援引併入本文。
總體上參考附圖，示出了具有馬達冷卻系統的冷卻器組件，所述馬達冷卻系統具有分流蛇形冷卻流體路徑。參照圖1-2，示出了冷卻器組件100的示例性實現方式。冷卻器組件100被示出為包括壓縮機102、冷凝器106、以及蒸發器108，所述壓縮機由馬達104驅動。製冷劑在蒸氣壓縮循環中循環通過冷卻器組件100。冷卻器組件100還可以包括控制台114，用於控制冷卻器組件100內蒸氣壓縮循環的運行。
馬達104可以由變速驅動器（VSD）110提供電力。VSD 110從交流（AC）電源（未示出）接收具有特定固定線電壓和固定線頻率的AC電力，並向馬達104提供具有可變電壓和頻率的電力。馬達104可以是任何類型的電動機，而不是由VSD 110供電。例如，馬達104可以是高速感應馬達。壓縮機102由馬達104驅動，用於對通過吸入管線112從蒸發器108接收的製冷劑蒸氣進行壓縮，並通過排出管線124將製冷劑蒸氣輸送到冷凝器106。在圖1-2中描述的示例中，壓縮機102係離心式壓縮機。
蒸發器108包括內部管束（未示出）、用於向內部管束供應和移除過程流體的供應管線120和返回管線122。供應管線120和返回管線122可以經由循環過程流體的導管而與HVAC系統內的部件（例如空氣處理器）處於流體連通。過程流體係用於冷卻建築物的冷卻液體，並且可以是但不限於水、乙二醇、氯化鈣鹽水、氯化鈉鹽水、或任何其他合適的液體。蒸發器108被配置成用於當過程流體通過蒸發器108的管束並與製冷劑交換熱量時降低過程流體的溫度。藉由被輸送到蒸發器108的製冷劑液體與過程流體交換熱量並經歷了到製冷劑蒸氣的相變，在蒸發器108中形成製冷劑蒸氣。
藉由壓縮機102從蒸發器108輸送到冷凝器106的製冷劑蒸氣將熱量傳遞給流體。由於與流體的熱傳遞，製冷劑蒸氣在冷凝器106中冷凝成製冷劑液體。來自冷凝器106的製冷劑液體流過膨脹裝置並返回到蒸發器108以完成冷卻器組件100的製冷劑循環。冷凝器106包括供應管線116和返回管線118，用於使流體在冷凝器106和HVAC系統的外部部件（例如冷卻塔）之間循環。經由返回管線118供應到冷凝器106的流體與冷凝器106中的製冷劑交換熱量，並且經由供應管線116從冷凝器106移除以完成循環。循環通過冷凝器106的流體可以是水或任何其他合適的液體。
現在參考圖3-5，示出了根據一些實施方式的馬達104的視圖。具體而言，圖3描繪了包括馬達殼體202的馬達104的等距視圖，而圖4描繪了馬達104的俯視截面圖A-A，並且圖5描繪了馬達104的側視截面圖B-B。馬達104被示出為包括外殼或殼體202、定子204和轉子206等部件。定子204和轉子206位於馬達殼體202的空腔222內。定子204係在轉子206上施加徑向和軸向磁力的馬達的電磁電路的靜止部分。在正確對齊的系統中，該等力的總和為零或接近零。在一些實施方式中，藉由聯接到定子204的外表面216的馬達護套210而對定子204進行部分封裝。定子204和馬達護套210都可以具有基本上圓柱形的形狀。馬達護套210可以由鋁構造而成，並且可以被配置成用於對來自定子204的熱傳遞進行優化以防止馬達104過熱。
轉子206係馬達的電磁電路的旋轉部分。在各種實施方式中，轉子206可以是鼠籠式轉子、繞線轉子、凸極轉子或圓柱形轉子。轉子206聯接至軸208。轉子206和軸208共同圍繞中心軸線220並在定子204的內表面218內旋轉，以便將扭矩和旋轉傳遞到聯接至馬達104的其他部件和/或組件（例如壓縮機102）。
具體參照圖5所描繪的側視截面圖，進一步示出了馬達殼體202，所述馬達殼體包括位於馬達殼體202底部的冷卻流體入口224以及位於馬達殼體202頂部的冷卻流體出口226。在一些實施方式中，冷卻流體入口224流體地聯接至冷凝器組件（例如冷凝器106），所述冷凝器組件為冷卻系統供應冷卻流體。冷卻流體出口226可以被配置成用於從圍繞馬達護套210和定子204的冷卻流體回路中移除冷卻流體。
當供應的冷卻流體通過流體入口224進入流體回路時，從馬達殼體202延伸並進入殼體202和馬達護套210之間的區域的流體引導特徵230使得流體被分成第一部分和第二部分。第一部分沿著馬達104的第一部分236的第一流體路徑232行進，而第二部分沿著馬達104的第二部分238的第二流體路徑234行進。第一部分236和第二部分238相對於豎直軸線228位於馬達104的相對側。
在一些實施方式中，從冷凝器組件供應的冷卻流體係具有小於400 kPa或大約58 psi的運行壓力的低壓（LP）製冷劑。在進一步的實施方式中，所述LP製冷劑係R1233zd。R1233zd係一種不易燃的氟化氣體，相對於商用冷卻器組件中使用的其他製冷劑而言，其具有較低的全球變暖潛能值（GWP）。GWP係為比較不同氣體對全球變暖的影響而制定的一項衡量標準，方法係量化1噸氣體的排放量在一定時段內相對於1噸二氧化碳的排放量將吸收多少能量。
現在轉到圖6-7，示出了根據一些實施方式的馬達殼體202的視圖。具體地，圖6係馬達殼體202的透視圖，而圖7係馬達殼體202的側視截面圖C-C。如上所述，馬達殼體202被示出為包括多個流動引導特徵230，所述多個流動引導特徵從馬達空腔222突出並進入馬達殼體202與封裝定子204的馬達護套210之間的區域。流動引導特徵230被示出為交錯並平行於中心軸線220定向，使得圍繞流動引導特徵230的冷卻流體流動路徑234係蛇形的。在其他實施方式中，流動引導特徵230可以具有實現所需冷卻流體流動路徑所需的任何形狀或取向。類似地，圖7描繪了相對於中心軸線220與冷卻流體出口226間隔開的冷卻流體入口224。在其他實施方式中，冷卻流體入口224和冷卻流體出口226可以相對於彼此定向以實現期望的冷卻流體流動路徑。
現在參考圖8A-8B，示出了根據一些實施方式的由螺旋流路冷卻系統300和分流蛇形流路冷卻系統400提供的冷卻的比較。具體參照圖8A，冷卻系統300被示出為包括從馬達的第一端302延伸到馬達的第二端304的螺旋形冷卻流體路徑310。螺旋形冷卻流體路徑310可以在入口306處接收供應的冷卻流體（例如LP製冷劑），並且可以在出口308處排出供應的冷卻流體。由於冷卻流體路徑310的取向和形狀，在冷卻流體從入口306行進到出口308時，冷卻流體獲得熱量。因此，馬達的第一端302明顯比馬達的第二端304冷。此外，冷卻流體路徑310的長度導致從馬達的第一端302到馬達的第二端304的壓降較高，進一步降低了流經冷卻流體路徑310的冷卻流體對馬達的第二端304進行充分冷卻的能力。
相比之下，圖8B所描繪的並在上文中參照圖5和7進行描述的分流蛇形流動路徑冷卻系統400使得在馬達的第一端402到馬達的第二端404之間的溫度分佈一致。類似於冷卻系統300，冷卻系統400被示出為包括冷卻流體路徑410，所述冷卻流體路徑在入口406處接收供應的冷卻流體並且在出口408處排出供應的冷卻流體。然而，與冷卻流體路徑310不同，如上所述，分流冷卻流體路徑410將在入口406處接收的冷卻流體分成第一部分和第二部分，所述第一部分圍繞馬達的一側流動，所述第二部分與第一部分相對地流動直到兩部分匯合並通過出口408離開流體回路。因此，由冷卻流體路徑410表示的流動面積大約係由冷卻流體路徑310表示的流動面積的四倍，並且使得從入口406到出口408的冷卻流體壓降大約是從入口306到出口308的壓降的八分之一。
如各示例性實施方式中所示出的系統和方法的構造和安排僅是說明性的。儘管本揭露中僅詳細描述了示例性實施方式，但是許多修改係可能的（例如，各種元件的大小、維度、結構、形狀和比例、參數的值、安裝安排、材料的使用、顏色、取向等的變化）。例如，元件的位置可以顛倒或以其他方式變化，並且離散元件的性質或數量或位置可以更改或變化。因此，這類修改旨在被包括在本公開的範圍之內。可以根據替代實施方式對任何過程或方法步驟的順序或序列進行改變或重新排序。在不脫離本揭露範圍的情況下，可以在示例性實施方式的設計、運行條件和安排方面作出其他替代、修改、改變、和省略。
100‧‧‧冷卻器組件
102‧‧‧壓縮機
104‧‧‧馬達
106‧‧‧冷凝器
108‧‧‧蒸發器
110‧‧‧變速驅動器（VSD）
112‧‧‧吸入管線
114‧‧‧控制台
116‧‧‧供應管線
118‧‧‧返回管線
120‧‧‧供應管線
122‧‧‧返回管線
124‧‧‧排出管線
202‧‧‧馬達殼體
204‧‧‧定子
206‧‧‧轉子
208‧‧‧軸
210‧‧‧馬達護套
216‧‧‧外表面
218‧‧‧內表面
220‧‧‧中心軸線
222‧‧‧馬達空腔
224‧‧‧冷卻流體入口
226‧‧‧冷卻流體出口
228‧‧‧豎直軸線
230‧‧‧流動引導特徵
232‧‧‧第一流體路徑
234‧‧‧冷卻流體流動路徑/第二流體路徑
236‧‧‧第一部分
238‧‧‧第二部分
300‧‧‧螺旋流路冷卻系統
302‧‧‧第一端
304‧‧‧第二端
306‧‧‧入口
308‧‧‧出口
310‧‧‧螺旋形冷卻流體路徑
400‧‧‧分流蛇形流動路徑冷卻系統
402‧‧‧第一端
404‧‧‧第二端
406‧‧‧入口
408‧‧‧出口
410‧‧‧冷卻流體路徑
[圖1]係根據一些實施方式的冷卻器組件之透視圖。
[圖2]係根據一些實施方式的圖1的冷卻器組件之正視圖。
[圖3]係根據一些實施方式的用於圖1的冷卻器組件中的馬達組件之透視圖。
[圖4]係根據一些實施方式的圖3的馬達組件之截面圖A-A。
[圖5]係根據一些實施方式的圖3的馬達組件之截面圖B-B。
[圖6]係根據一些實施方式的用於圖3的馬達組件中的馬達殼體的殼體之透視圖。
[圖7]係根據一些實施方式的圖6的馬達殼體之截面圖C-C。
[圖8A]係根據一些實施方式的螺旋流路冷卻系統之側視圖。
[圖8B]係根據一些實施方式的分流蛇形流路冷卻系統之側視圖。
Claims (20)
- 一種用於馬達的冷卻系統，所述馬達用於為蒸氣壓縮系統中的壓縮機提供動力，所述冷卻系統包括： 殼體，所述殼體包括： 空腔，所述空腔包封所述馬達並限定中心軸線；以及 多個流體引導特徵，所述多個流體引導特徵延伸到所述空腔中並且平行於所述中心軸線而定向；以及 流體回路，所述流體回路被配置成用於使冷卻流體在所述殼體與所述馬達之間循環，所述流體回路包括： 第一冷卻流體路徑，所述第一冷卻流體路徑至少部分地由所述多個流體引導特徵限定，所述多個流體引導特徵使得第一部分冷卻流體圍繞所述馬達的第一部分行進，以及 第二冷卻流體路徑，所述第二冷卻流體路徑至少部分地由所述多個流體引導特徵限定，所述多個流體引導特徵使得第二部分冷卻流體圍繞所述馬達的第二部分行進，其中，所述馬達的所述第二部分位於與所述第一部分相對的位置。
- 如請求項1之冷卻系統，其中，所述第一冷卻流體路徑和所述第二冷卻流體路徑係蛇形的。
- 如請求項1之冷卻系統，其中，所述流體回路進一步包括：所述殼體中的第一連接部，用於將冷卻流體接收到所述流體回路中；以及所述殼體中的第二連接部，用於從所述流體回路中移除冷卻流體。
- 如請求項3之冷卻系統，其中，所述第一連接部和第二連接部相對於所述中心軸線分開設置。
- 如請求項3之冷卻系統，其中，所述殼體中的所述第一連接部與冷凝器組件處於流體連通，所述冷凝器組件被配置成用於將所述冷卻流體供應至所述流體回路。
- 如請求項1之冷卻系統，其中，所述冷卻流體係運行壓力小於400 kPa的低壓製冷劑。
- 如請求項6之冷卻系統，其中，所述低壓製冷劑為R1233zd。
- 一種用於冷卻器組件的感應馬達，所述感應馬達包括： 具有圓柱形形狀的定子，所述定子具有內表面和外表面，所述圓柱形形狀限定中心軸線； 聯接到軸的轉子，所述轉子和所述軸被配置成用於在所述定子的內表面內圍繞所述中心軸線旋轉；以及 殼體，所述殼體被配置成用於至少部分地封裝所述定子，所述殼體包括多個流體引導突起；所述多個流體引導突起被配置成限定用於第一部分冷卻流體的第一冷卻流體路徑以及用於第二部分冷卻流體的第二冷卻流體路徑； 其中，所述第一冷卻流體路徑和所述第二冷卻路徑係蛇形的。
- 如請求項8之感應馬達，其中，所述多個流體引導突起平行於所述中心軸線而定向。
- 如請求項8之感應馬達，進一步包括馬達護套，所述馬達護套聯接至所述定子的外表面。
- 如請求項10之感應馬達，其中，所述第一冷卻流體路徑位於所述殼體與所述馬達護套的第一部分之間，並且其中，所述第二冷卻流體路徑位於所述殼體與所述馬達護套的第二部分之間，所述馬達護套的所述第一部分位於與所述第二部分相對的位置。
- 如請求項8之感應馬達，其中，所述冷卻流體係運行壓力小於400 kPa的低壓製冷劑。
- 如請求項12之感應馬達，其中，所述低壓製冷劑為R1233zd。
- 如請求項8之感應馬達，其中，所述殼體進一步包括第一連接部，所述第一連接部被配置成用於接收來自冷凝器組件的冷卻流體。
- 如請求項14之感應馬達，其中，所述殼體進一步包括第二連接部，所述第二連接部被配置成用於移除冷卻流體，並且其中，所述第一連接部和所述第二連接部相對於所述中心軸線分開設置。
- 一種蒸氣壓縮系統，包括： 連接在被配置用於使製冷劑循環的閉合環路中的離心式壓縮機、冷凝器、膨脹裝置、以及蒸發器，所述離心式壓縮機由感應馬達直接驅動； 其中所述感應馬達包括： 定子； 聯接到軸的轉子，所述轉子和所述軸被配置成用於在所述定子中旋轉； 殼體，所述殼體包括空腔和多個製冷劑引導突起，所述空腔被配置成用於至少部分地封裝所述定子，所述多個製冷劑引導突起延伸到所述空腔中並且被配置成限定用於第一部分製冷劑的第一製冷劑路徑和用於第二部分製冷劑的第二製冷劑路徑。
- 如請求項16之蒸氣壓縮系統，其中，所述第一製冷劑路徑和所述第二製冷劑路徑係蛇形的。
- 如請求項16之蒸氣壓縮系統，進一步包括聯接到所述定子的馬達護套，其中，所述第一製冷劑路徑位於所述空腔與所述馬達護套的第一部分之間，並且其中，所述第二製冷劑路徑位於所述空腔與所述馬達護套的第二部分之間，所述馬達護套的第一部分位於與所述第二部分相對的位置。
- 如請求項16之蒸氣壓縮系統，其中，所述製冷劑係運行壓力小於400 kPa的低壓製冷劑。
- 如請求項19之蒸氣壓縮系統，其中，所述低壓製冷劑為R1233zd。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762476534P | 2017-03-24 | 2017-03-24 | |
| US62/476,534 | 2017-03-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201840103A true TW201840103A (zh) | 2018-11-01 |
| TWI671981B TWI671981B (zh) | 2019-09-11 |
Family
ID=61913680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107110026A TWI671981B (zh) | 2017-03-24 | 2018-03-23 | 具有冷卻流路的冷卻器馬達 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11609030B2 (zh) |
| EP (1) | EP3602745A1 (zh) |
| JP (1) | JP7252901B2 (zh) |
| KR (1) | KR20190128713A (zh) |
| CN (2) | CN110447162A (zh) |
| TW (1) | TWI671981B (zh) |
| WO (1) | WO2018175943A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019204815A1 (de) * | 2019-04-04 | 2020-10-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Anordnung zur Flüssigkeitskühlung einer elektrischen Maschine |
| KR20220043482A (ko) | 2020-09-29 | 2022-04-05 | 현대자동차주식회사 | 냉각구조가 구비된 모터 장치 |
| US11689076B2 (en) * | 2020-11-17 | 2023-06-27 | Garrett Transportation I Inc | Motor cooling system for e-boosting device |
| US11454145B1 (en) | 2021-04-29 | 2022-09-27 | Honeywell International Inc. | Traction drive cooling system |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3531668A (en) * | 1969-02-10 | 1970-09-29 | Caterpillar Tractor Co | Induction motor having cooling arrangement |
| JPH07336946A (ja) | 1994-06-13 | 1995-12-22 | Fuji Electric Co Ltd | 水冷固定子枠 |
| US6032472A (en) | 1995-12-06 | 2000-03-07 | Carrier Corporation | Motor cooling in a refrigeration system |
| US5746062A (en) * | 1996-04-11 | 1998-05-05 | York International Corporation | Methods and apparatuses for detecting surge in centrifugal compressors |
| DE19624519A1 (de) * | 1996-06-20 | 1998-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Flüssigkeitskühlung von elektrischen Maschinen |
| SE521616C2 (sv) | 1999-01-26 | 2003-11-18 | Abb Ab | Sätt att förbättra utnyttjningen av en roterande elektrisk asynkronmaskin i vilken kylfluid leds genom axiella kylkanaler i rotorn samt roterande elektrisk asynkronmaskin och rotor i en sådan maskin |
| US6300693B1 (en) * | 1999-03-05 | 2001-10-09 | Emerson Electric Co. | Electric motor cooling jacket assembly and method of manufacture |
| US6634870B2 (en) | 2002-01-03 | 2003-10-21 | Tecumseh Products Company | Hermetic compressor having improved motor cooling |
| US7633193B2 (en) | 2007-01-17 | 2009-12-15 | Honeywell International Inc. | Thermal and secondary flow management of electrically driven compressors |
| US7675209B2 (en) * | 2007-02-01 | 2010-03-09 | Honeywell International Inc. | Electric motor cooling jacket |
| US7704056B2 (en) | 2007-02-21 | 2010-04-27 | Honeywell International Inc. | Two-stage vapor cycle compressor |
| ES2799826T3 (es) | 2008-03-13 | 2020-12-21 | Daikin Applied Americas Inc | Compresor de refrigerador de alta capacidad |
| US8516850B2 (en) | 2008-07-14 | 2013-08-27 | Johnson Controls Technology Company | Motor cooling applications |
| FI122472B (fi) | 2009-12-17 | 2012-02-15 | Abb Oy | Järjestely ja menetelmä sähkökoneen jäähdyttämiseksi |
| US8932036B2 (en) * | 2010-10-28 | 2015-01-13 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Compressor seal assembly |
| TWI455461B (zh) | 2011-11-23 | 2014-10-01 | Delta Electronics Inc | 冷卻套 |
| DE102012022452B4 (de) | 2012-11-09 | 2018-04-05 | Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg | Elektrische Maschine und Kraftfahrzeug-Antriebsstrang |
| EP3022833B1 (en) * | 2012-11-28 | 2017-12-06 | Johnson Controls Technology Company | Cooling circuit and motor cooling method for a compressor motor |
| ITBO20120681A1 (it) * | 2012-12-18 | 2014-06-19 | Ferrari Spa | Macchina elettrica rotante per autotrazione con raffreddamento a liquido |
| WO2014158468A1 (en) | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Carrier Corporation | Compressor bearing cooling |
| US20150308456A1 (en) | 2014-02-19 | 2015-10-29 | Honeywell International Inc. | Electric motor-driven compressor having bi-directional liquid coolant passage |
| US9991759B2 (en) | 2014-03-06 | 2018-06-05 | Honeywell International Inc. | Multi-directional air cooling of a motor using radially mounted fan and axial/circumferential cooling fins |
| JP6456633B2 (ja) | 2014-09-05 | 2019-01-23 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | ターボ冷凍機 |
| EP4063761A1 (en) * | 2015-03-30 | 2022-09-28 | Carrier Corporation | Low-oil refrigerants and vapor compression systems |
| US10648702B2 (en) | 2015-08-11 | 2020-05-12 | Carrier Corporation | Low capacity, low-GWP, HVAC system |
| US10008907B2 (en) * | 2016-03-17 | 2018-06-26 | Ford Global Technologies, Llc | Over mold with integrated insert to enhance heat transfer from an electric machine end winding |
-
2018
- 2018-03-23 EP EP18716857.0A patent/EP3602745A1/en active Pending
- 2018-03-23 CN CN201880019804.2A patent/CN110447162A/zh active Pending
- 2018-03-23 KR KR1020197031333A patent/KR20190128713A/ko not_active IP Right Cessation
- 2018-03-23 CN CN202310489551.8A patent/CN116566125A/zh active Pending
- 2018-03-23 TW TW107110026A patent/TWI671981B/zh active
- 2018-03-23 US US16/495,776 patent/US11609030B2/en active Active
- 2018-03-23 WO PCT/US2018/024113 patent/WO2018175943A1/en active Application Filing
- 2018-03-23 JP JP2019551709A patent/JP7252901B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116566125A (zh) | 2023-08-08 |
| KR20190128713A (ko) | 2019-11-18 |
| WO2018175943A1 (en) | 2018-09-27 |
| JP7252901B2 (ja) | 2023-04-05 |
| EP3602745A1 (en) | 2020-02-05 |
| JP2020512801A (ja) | 2020-04-23 |
| US11609030B2 (en) | 2023-03-21 |
| CN110447162A (zh) | 2019-11-12 |
| US20200018527A1 (en) | 2020-01-16 |
| TWI671981B (zh) | 2019-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI671981B (zh) | 具有冷卻流路的冷卻器馬達 | |
| JP5824451B2 (ja) | モータ冷却応用例 | |
| US8353169B2 (en) | Supersonic cooling system | |
| US8434323B2 (en) | Motor cooling applications | |
| JP7132238B2 (ja) | 磁気軸受を備えた誘導電動機及び蒸気圧縮システム | |
| ES2711341T3 (es) | Motor eléctrico | |
| JP7116739B2 (ja) | チラーセンブリのための誘導電動機及び電動機のための冷却システム | |
| WO2021127471A1 (en) | Hybrid cooling systems for hermetic motors | |
| KR20120063285A (ko) | 전동 압축기 |