TWI500244B - 冷卻回路、致冷系統及用以冷卻壓縮機馬達之方法 - Google Patents

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Description

冷卻回路、致冷系統及用以冷卻壓縮機馬達之方法
本發明概公開一種馬達冷卻方法。更具體地係公開用於壓縮機之馬達冷卻設計。
習知冷卻循環是一種封閉式環向系統，其中冷媒，即工作流體，是受一壓縮機增加冷媒氣體的壓力來壓縮。該壓縮機受一馬達驅動，該馬達受控於一控制面板。高壓冷媒從該壓縮機通過壓縮機釋出口釋出，該壓縮機釋出口與一冷凝器成流體連通，該冷凝器將高壓氣體冷凝成加壓流體。於一實施例中，該壓縮機是一離心式壓縮機。或者，該壓縮機也可為往復式、轉動式、渦卷式，或螺旋式壓縮機。
該冷凝器是與一第一傳熱媒質成熱交換連通，其將冷凝的熱從該冷媒移除，是由將冷媒的狀態從熱高壓氣體改變成液體所造成。此傳熱媒質可為大氣(空氣或加壓氣流)或液體，宜為水。移除此熱的各種不同方法為習知且非有助於本發明的發明本質。從該冷凝器冷凝的冷媒是與一膨脹裝置成流體連通，該膨脹裝置將至少一些加壓流體在其流入該封閉式環向致冷系統中時膨脹成氣體。該封閉式環向系統自該壓縮機的釋出口至該膨脹閥的部分是稱為該 致冷系統或回路的高壓側。
在該冷媒離開該膨脹裝置而為氣液混合物之後，其壓力降低。蒸發器接收從該膨脹裝置來具有較低壓力的冷媒。該蒸發器是與一第二傳熱媒質成熱交換連通。該蒸發器內的冷媒因該冷媒的液體部受到形態改變成蒸氣來吸收從該第二傳熱媒質的熱。由於此熱被吸收，該傳熱媒質被冷卻。該傳熱媒質例如當該傳熱媒質為空氣時可直接使用來冷卻或冷凍一區域，或其可使用來冷卻一液體，例如水，並且被輸送至一區域或空間內的另一傳熱裝置，例如在冷凍水應用(chilled water application)中。在此應用中，冷凍水在經要求時被送至一建築物的各別區域內的傳熱裝置。之後從該蒸發器的冷媒氣體再回至該壓縮機的抽吸側以完成該回路。該封閉式環向系統於該膨脹裝置與壓縮機的抽吸側之間的部分是稱為該系統回路的低壓側。
一馬達作動該壓縮機。與該壓縮機共用的馬達可以一變速傳動器(VSD)提供電力，或可直接從一交流電(AC)或直流電(DC)電源提供電力。該馬達可包含能以VSD提供電力或直接從AC或DC電源提供電力之任何型式的電動馬達。該馬達可為任何適意馬達型式，例如，開關磁阻馬達、感應馬達，或永磁馬達。
作動這樣壓縮機之該電動馬達一般包含一殼體、一轉子及一定子。該殼體概提供對馬達的密封(hermetic seal)。電力作動該定子，其接著造成該轉子轉動。從該壓縮機的一軸桿連接於該馬達轉子，其轉動該壓縮機。提供 給該定子的電力會在馬達內產生顯著的熱，此熱必須被冷卻以防止過熱及損害。已有各種不同的冷卻設計用來冷卻這樣的馬達，包括將冷卻水環繞該馬達循環的水冷套(water jackets)。
現行壓縮機的趨勢是利用電磁軸承來支撐該轉子。這樣的電磁軸承亦從電力供應器抽取電力以供作動，且亦可能產生顯著而需要從系統移除的熱。
所需的是一種冷卻設計，從一馬達或從電磁軸承及跟著壓縮機所利用的控制件上移除過多的熱。理想地，該冷卻回路應利用已與冷媒回路共用的流體。
本發明提供一種冷卻回路，其利用了源自於冷凝器內的冷媒來冷卻一馬達及電磁軸承和其控制件。該馬達驅動一壓縮機，而該等電磁軸承是在該壓縮機作動時支撐該馬達轉子。
該馬達包含一外殼體，提供該馬達的密封(hermetic seal)。一馬達定子定位於該馬達殼體內。該定子包括線圈繞組或一連串線圈繞組。一轉子定位於該定子中。一間隔件定位於該殼體與該馬達定子之間。在對該定子提供電力之前，電磁軸承先從電力供應器給予能量來支撐該轉子。一旦該轉子受到適當地支撐，定子線圈繞組會由該電力供應器供給能量，而使得轉子於該等電磁軸承中轉動。
將液體冷媒提供至該馬達以冷卻該定子與該等 電磁軸承二者。液體冷媒從該冷凝器進入該馬達殼體且繞於該馬達殼體與該間隔件之間的間隙循環。該間隔件包括一高導熱材料，其材料的選定是可將該定子及其線圈繞組的熱傳送至冷媒，藉以移除該定子的熱。定子通常浸含有清漆(varnish)。由於冷媒的高流動性，該間隔件的設置是要防止該冷媒通過任何可存在於該定子疊片之間的間隙漏出及流入該定子與轉子之間的空間內。這樣的洩漏會降低該壓縮機的能效。該間隔件可藉一收縮配合(shrink fit)附著於該定子上。以一通過該殼體至該間隔件內之銷可防止該定子相對於該殼體無意的移動，例如該定子損害性轉動及軸向運動。
在冷媒循環通過該間隔件與該殼體之間的間隙之後，該冷媒會通過一膨脹裝置，在此處其壓力及溫度會降低。離開該膨脹裝置之冷媒可為兩相混合物，其循環至該殼體之該等軸承所定位處的部位。該冷媒會冷卻該等軸承且冷媒氣體通過該定子與該轉子之間以提供冷卻作用。在進入該定子與該轉子之間間隙之前被排掉的液體冷媒被收集於該殼體內其流至該蒸發器之處。通過該定子與該轉子之間間隙的冷媒氣體首先冷卻該定子，在流至該蒸發器之前從該間隙於另一端流出而冷卻在該另一端處的電磁軸承。
於其最廣實施例中，用於該壓縮機及軸承之冷卻回路包括該壓縮機馬達，其包含一具有一內腔的馬達殼體，一定位於該殼體中的定子，及一於該定子中的轉子。 利用軸承將該轉子於作動期間定在該定子中心。該冷卻回路包含一冷媒入口於該馬達殼體上，以提供冷媒液體來冷卻該馬達。一間隔件是繞該定子延伸360度。該間隔件定位於該馬達殼體與該定子之間。如此在該間隔件與該定子之間形成一間隙，使冷媒液體從該冷媒入口通過該間隙，以在該冷媒通過該間隙而自液體改變成氣體時移除該定子和該馬達殼體的熱。一對齊銷延伸穿過該馬達殼體及該定子，以防止該馬達殼體、該轉子與該間隔件的相對轉動。一膨脹裝置是在冷媒流體已通過該間隙之後將其轉變成一兩相混合物時，降低該冷媒流體的壓力。一第一流體通道是提供冷媒通過該間隙至該膨脹裝置時之連通通路。一第二流體通道接收自該膨脹裝置的該兩相冷媒並將該冷媒導引至該馬達殼體內腔。一液體出口移出液體冷媒，此液體冷媒可在到達該馬達殼體之前先凝結。之後一定子/轉子環道接收冷媒未在該馬達殼體的一第一端處從該第二流體通道冷凝成液體的剩餘兩相混合物。該冷媒通過該環道並在其橫過該馬達殼體的軸向長度時冷卻軸承、該轉子及該定子。之後以一排氣口提供一出口，以在冷媒流體通過該馬達殼體之後將該冷媒流體移出該馬達殼體，大部分的冷媒流體需已轉變成冷媒氣體。
本發明的其他特徵及優點將由以下較佳實施例的更詳細說明並配合附圖，可得以瞭解，其是以實例方式舉例說明本發明的原理。
10‧‧‧冷媒回路
12、14‧‧‧致冷回路
20、579‧‧‧壓縮機
30‧‧‧冷凝器
32‧‧‧次冷卻器
40‧‧‧膨脹裝置
41‧‧‧第二膨脹裝置
50‧‧‧蒸發器
60、62‧‧‧導道
70、170‧‧‧壓縮機馬達
172‧‧‧馬達入口
174‧‧‧殼體
176‧‧‧定子
178‧‧‧轉子
180‧‧‧間隔件
182‧‧‧螺旋環道
184‧‧‧壓縮機附著位置
186‧‧‧第三膨脹裝置
188‧‧‧流體通道
190‧‧‧中心內腔
192‧‧‧第二流體通道
194、204‧‧‧機械性支承軸承
196‧‧‧電磁軸承
200‧‧‧液體出口
202‧‧‧定子/轉子環道
206‧‧‧EM(電磁)軸承
208‧‧‧排氣孔
210‧‧‧蒸發器
212‧‧‧電子箱
214‧‧‧導熱板
216‧‧‧可彎曲傳導材
218‧‧‧電路板
220‧‧‧電子組件
222‧‧‧對齊銷
552‧‧‧第三流體通道
554‧‧‧流孔
574‧‧‧馬達殼體
圖1是一種習用致冷回路之示意圖；圖2是本發明冷媒回路的一第一實施例之示意圖；圖3是本發明冷媒回路的一第二實施例之示意圖；圖4是本發明的馬達之橫剖圖；及圖5是圖4馬達的不同實施例之橫剖圖，而具有增加的通道及相關連流孔以提供額外對該馬達殼體遠離容置該定子及轉子的中心內腔處之冷卻作用。
本發明的冷媒回路在一些方面是不同於標準的冷媒回路。圖1是一種習用冷媒回路10之示意圖。該致冷回路的冷媒流路是以實線顯示。圖1中亦顯示該變速傳動器(VSD)與馬達70之間的電性連接，以及自該VSD至馬達70的電力抽取，其是以虛線表示，以區分電性回路與致冷回路。如圖所示，該VSD是與該控制面板成連通。該控制面板(其未顯示於圖1但示意顯示於圖3)亦與該致冷系統成連通。自該壓縮機20的高壓冷媒是通過壓縮機釋出口釋出，該壓縮機釋出口與一冷凝器30成流體連通，該冷凝器30將該高壓冷媒氣體冷凝成一熱加壓液體。冷凝器30是與一第一傳熱媒質(圖中未顯示)成熱交換連通，該第一傳熱媒質將冷凝的熱從該冷媒移除，是由將冷媒的狀態(凝結)從熱高壓氣體改變成液體所造成。從該冷凝器30冷凝的冷媒是與一膨脹裝置40成流體連通，該膨脹裝置40將至少一些加壓冷 媒液體在其壓力降低時膨脹成一包含冷媒液體和氣體之兩相冷媒。一蒸發器50接收該兩相冷媒。該蒸發器50是與一第二傳熱媒質成熱交換連通。該蒸發器50內的熱因該液體冷媒受到形態改變成蒸氣，從該第二傳熱媒質被該冷媒吸收。因熱被吸收，該傳熱媒質被冷卻。之後從該蒸發器50的冷媒氣體再回到該壓縮機的抽吸側以完成該回路。該封閉式環向系統於緊接在該膨脹裝置40之後至該壓縮機20的抽吸側的部分是稱為該冷媒回路10的低壓側。
本發明的第一實施例中，如圖2所繪示，本發明的回路是類似於習用回路，但仍有與習用回路不同處。圖2繪示了本發明的回路12。於回路12中，一些冷媒被以沿一導道60從冷凝器30導引至壓縮機馬達170，在此其是通過馬達170上的一入口172進入馬達170內。該液體亦可選擇性地在進入馬達入口172之前，先通過一第二膨脹裝置41，該第二膨脹裝置41可為一膨脹閥。
本發明的第二實施例繪示於圖3，且類似於第一實施例，即繪示於圖3的回路12。圖3繪示本發明的回路14。於回路14中，從冷凝器30的冷媒液體被抽取至一次冷卻器32，該次冷卻器32一般在冷凝器30內部，在此處該冷媒液體的溫度被降低。從次冷卻器32的冷媒沿一導道62被導引至壓縮機馬達170，在此其是通過馬達170上的該入口172進入馬達170內。該液體亦可選擇性地在進入馬達入口172之前，先通過一第二膨脹裝置41，該第二膨脹裝置41亦可為一膨脹閥。
圖4是本發明的馬達170的橫剖表示圖。圖2所繪示該致冷回路12的第一實施例中與圖3所示該冷媒回路的第二實施例中的馬達170是相同的。馬達170包含一殼體174，該殼體具有一中心內腔190。殼體174中及設置於中心內腔190內是一定子176及一轉子178，轉子178定位於定子176中。定子176及轉子178是密封於殼體174中。一間隔件180定位於殼體174與定子176之間，間隔件180是一圓筒，繞定子176延伸360度。間隔件180亦可如一套管。一壓縮機，例如壓縮機20，可附著於轉子176上於圖4的附著位置184處。如圖所示，該壓縮機的葉輪可栓固於轉子178以使該葉輪的軸心實質上與該轉子的軸心一致。任何其他將一壓縮機附著於該馬達170上的習知方法皆可使用。一較佳壓縮機是離心式壓縮機，但任何其他的壓縮機亦可與本發明的馬達170共同使用。因此，除了離心式壓縮機設計外，馬達170亦可想到與渦卷式壓縮機設計或螺旋式壓縮機設計共同使用。
殼體174包含一螺旋環道182，其與馬達入口172成流體連通。螺旋環道182延伸於殼體中相對於間隔件180。一旦冷媒流體經由馬達入口172進入馬達時，冷媒流經螺旋環道而接觸間隔件180及殼體174二者。當定子176被給予能量時，該冷媒，其宜以液體形式或以含有液體及氣體的兩相混合物流經螺旋環道182，會吸收定子176的熱，至少一部分的液體會轉變形態成氣體，因流動的冷媒亦處於較作動中的定子為低的溫度。該流動的冷媒因該冷媒會 通過任何在被線圈繞組環繞的定子疊片之間的間隙漏出，實體上不會接觸定子176，且因冷媒自該冷凝器至該蒸發器繞過的量超出馬達冷卻所需的量而對壓縮機效率造成不良影響，同時產生一永久性洩漏路徑。根據此設計，流動的冷媒將以接觸間隔件180來取代，其可將熱自定子176傳送至該冷媒。間隔件180須以一高導熱材質製造。該定子疊片宜為以鐵為基底的合金或鋼，而線圈繞組宜為銅。這樣是所需的，因間隔件180是以收縮配合(shrink fit)附著於定子176上。間隔件180與定子176是藉由一對齊銷222延伸穿過間隔件180並至少部分於定子176及馬達殼體174內，防止相對於殼體174轉動或軸向移動。
圖中另顯示一電子箱212或盒安裝於馬達殼體174上。電子箱212容置一或多個電路板218，電子組件220安裝於電路板218上。當馬達170作動時，電子組件220會產生相當大量的熱，其必須自電子箱212移除以防止電子組件因生熱而損害。為了防止這樣的損害，將熱傳導通過電子箱212的底部。而熱傳導通過電子箱212的側邊時，安裝馬達170的空間本身可能會導致疲勞生熱(heat build-up)，其會阻礙有效冷卻作用。為能提供有效可靠的冷卻作用，熱要通過電子箱212且進入殼體174內，傳送至流過螺旋環道182的冷媒。
將熱自電路板218實體傳送至殼體174可以許多方法來達成，而一種用於傳送電子組件220產生的熱之有效機構是藉由自電路板218將熱通過馬達殼體174導引至流動 於螺旋環道182內的冷媒。因此，電子箱212內的電路板218可安裝於一導熱板214上，如圖所示，並以一可彎曲傳導材216設於導熱板214與電路板218之間，以消除任何在導熱板214與電路板218之間可能會抑制電路板218與導熱板214之間熱流動的氣隙。導熱板214宜為一鋁板，但銅或低合金鋁或低合金銅板亦可接受。合宜的是將可彎曲傳導材216包含於導熱板214與電子箱212底部之間，以及電子箱212與殼體174之間，用以改良由傳導方式的熱流動。當然，電子箱212底部本身可為導熱板214。在此情況下，若需要時可將可彎曲傳導材(其不會因電子箱受到溫度升高而流動，且其例如可為導熱油脂)、傳導塑膠材或可模製塑膠材或任何其他可模製傳導材，放置於導熱板214與馬達殼體174之間。或者，電路板218亦可直接安裝於殼體174，以可彎曲傳導材216置於電路板218與殼體174之間，以改善熱傳導性，且電子箱可於需要時安裝繞於電路板218。
在流過螺旋環道182的冷媒從定子176及電子箱212通過殼體174吸收熱時，至少一些的液體將遭受形態的改變而轉變成氣體。在該冷媒已循環通過螺旋環道182之後，該冷媒再通過進入另一個(第三)膨脹裝置186內，該膨脹裝置186可為一膨脹閥。馬達殼體內的一流體通道188將螺旋環道連接至膨脹閥186。在從該定子吸收熱同時循環通過螺旋環道182之後，冷媒通過通道188進入膨脹裝置186內，在此冷媒冷卻並膨脹同時其壓力降低，而遭受形態改變，成一液體夾於氣體內之兩相混合物。
然後該冷媒再被引導至馬達內腔190。如圖4所繪示，該冷媒是通過一第二流體通道192引導至馬達內腔190，圖中所顯示的流體通道是於殼體174的一部分內從膨脹裝置186延伸至馬達內腔190。此第二流體通道192並不限制為位於殼體174中，如圖4所示，且可在殼體174外部形成一流路將膨脹裝置186連接至馬達內腔190。然而，較佳流體通道192如圖4所繪示。之後該冷媒再被抽取橫過支撐轉子178之機械性支承軸承194及電磁(EM)軸承196，支承軸承194及電磁軸承196是定位於馬達內腔190內轉子178的任一端處。
對於水平安裝的馬達，一些冷媒霧氣保持為液體且因重力將落至馬達內腔190基底。將可瞭解的是對於垂直安裝的馬達，冷媒液體可能凝結並因重力會落至其可被接到的位置。然後該液體流至液體出口200。之後從液體出口200的液體可再通過一連接導道(圖中未顯示)流至蒸發器50。應注意的是冷凝器30是在該致冷回路的高壓側上，蒸發器50是在該致冷回路的低壓側上，且以流動來冷卻馬達170的冷媒是處在介於冷凝器30與蒸發器50之間的壓力狀態，在冷凝器30，與該系統於膨脹裝置40與壓縮機入口(包含蒸發器50)的低壓側之間這樣的壓力差，會驅動冷媒流動通過馬達170。
之後冷媒再被抽取通過定子/轉子環道202，其是在定子176與轉子178之間的間隙。然後通過定子/轉子環道的冷媒再通過於馬達170與該壓縮機相反的那端處之 EM(電磁)軸承206及機械性支承軸承204。之後冷媒氣體再通過排氣孔208並回到蒸發器210。
圖5繪示與圖4馬達不同實施例之橫剖圖。圖5所示的實施例與於圖4繪示的馬達橫剖圖實質上相同。然而，有一些小差別。圖5的馬達170是繞其中心軸轉動，中心軸縱向延伸通過轉子178，使得電子箱212於圖5中看不到。並且，圖5繪示一離心式壓縮機579附著於馬達殼體574及轉子178於附著位置184處。熟於此技藝者將會瞭解任何可轉動壓縮機20，例如，但非限制為螺旋式壓縮機或渦卷式壓縮機皆可附著於馬達殼體574或轉子178上。馬達殼體574與馬達殼體174不同處在於其包含至少一第三流體通道552延伸通過馬達殼體574本體，該至少一第三流體通道552軸向延伸通過馬達殼體174且平行於一中心軸。如圖所示，該至少一第三流體通道552延伸實質平行於馬達170縱向延伸通過轉子178之中心軸。該至少一第三流體通道552是以至少一流孔554連接至馬達內腔190。
於一較佳實施例中，是以一流孔554將一第三流體通道552連接至馬達內腔190。流孔554提供了一部分的冷媒之路徑，以通過馬達入口172進入第三流體通道552。一些通過馬達入口172進入馬達內腔190的冷媒會再回到流孔554內，通過於第三流體通道552內，接著在通過第三膨脹裝置186之後再連接至第二流體通道192，在此處時從第三流體通道552的冷媒會膨脹成一氣/液體霧氣且與從第二流體通道的流體相混合。再通過流孔554回到第三流體通道 552的冷媒會於其橫過第三流體通道552時吸收該馬達殼體174的熱，以於其冷卻馬達殼體174的部分時，例如殼體背端(不然這些部分是在遠離定子176與殼體174之間冷卻流徑的部分)，提供通過馬達殼體更均勻的溫度。一些再回流的冷媒因橫過第三流體通道552會於其自馬達殼體174吸收熱時及通過第三膨脹裝置186之前被蒸發成氣體。
本發明提供了一種新穎的方法，不僅可冷卻馬達，亦冷卻電磁軸承及機械性備用軸承，以及壓縮機，例如於加熱及冷卻應用中所使用者。這樣的設計尤其對於利用EM軸承作為支撐軸主要支撐來源的系統特別有用，因為這樣的系統不使用潤滑劑。潤滑劑必須與冷媒分開且再供應至需潤滑的必要區域。因此本發明容許將冷媒使用作為一冷卻劑來冷卻馬達及EM軸承兩者，同時免去了正常與機械軸承系統相關連的潤滑系統(包含隔離系統)。因此本發明的冷卻系統能利用自致冷回路的冷媒來冷卻馬達，同時消除有關冷媒通過可能存在於定子疊片間的間隙中洩漏之問題。
儘管已參考較佳實施例來描述本發明，熟知此技者將可理解，在不悖離本發明之範圍下，可做各種改變且本發明之元件可以等效物取代。此外，在不悖離本發明之實質範圍之下，可做許多修改來使一特定情況或材料適用於本發明的教示。因此，本發明並未企圖限於揭露為被認為是實施此發明之最佳態樣的特定實施例，而是本發明將包括落入附加請求項範圍的所有實施例。
12‧‧‧致冷回路
20‧‧‧壓縮機
30‧‧‧冷凝器
40‧‧‧膨脹裝置
41‧‧‧第二膨脹裝置
50‧‧‧蒸發器
60‧‧‧導道
170‧‧‧壓縮機馬達
172‧‧‧馬達入口

Claims (10)

  1. 一種用於壓縮機馬達及軸承之冷卻回路，該壓縮機馬達包括一具有一內腔的馬達殼體，該壓縮機馬達包含一定位於該殼體中的定子，及一於該定子中的轉子，以及將該轉子定中心於該定子中的軸承，其中該冷卻回路的特徵在於：一馬達入口，於該馬達殼體上，以提供冷媒液體至該馬達；一間隔件，繞該定子延伸360度，且定位於該馬達殼體與該定子之間；一間隙，於該間隔件與該定子之間，來自該馬達入口的冷媒液體通過該間隙，該冷媒液體於該冷媒從液體形態改變成氣體流體時移除該定子與該馬達殼體的熱；一對齊銷，延伸穿過該馬達殼體及該定子，以防止該馬達殼體、該定子與該間隔件的相對轉動；一膨脹裝置，降低冷媒流體的壓力同時將之轉變成一兩相冷媒混合物；一第一流體通道，提供該間隙內的冷媒與該膨脹裝置之間的連通；一第二流體通道，從該膨脹裝置接收該兩相冷媒混合物，同時給定該兩相冷媒混合物至該馬達殼體之內腔的路由；一液體出口，以將冷凝的液體冷媒混合物自該馬達 殼體移除；一定子/轉子環道，於該定子與該轉子之間，以在該馬達殼體的一第一端處接收來自該第二流體通道之該兩相冷媒混合物；及一蒸發器排氣孔，將冷媒流體在通過該定子/轉子環道並冷卻軸承、該轉子及該定子之後，從該馬達殼體的一第二端移除。
  2. 如請求項1所述的冷卻回路，其中該間隔件與該定子之間的該間隙是一螺旋環道，與該馬達入口成連通。
  3. 如請求項1所述的冷卻回路，進一步包含一電子箱，安裝於該馬達殼體上，該電子箱是由流過該馬達殼體的冷媒冷卻。
  4. 一種致冷系統，包括一冷媒、一用以壓縮該冷媒且具有一壓縮機馬達的壓縮機、一與該壓縮機成流體連通以從該壓縮機接收被壓縮冷媒的冷凝器、一與該冷凝器成流體連通以從該冷凝器接收冷媒的蒸發器、一介於該冷凝器與該蒸發器之間以降低從該冷凝器至該蒸發器的冷媒液體壓力的第一膨脹裝置，該冷凝器進一步與該壓縮機馬達成流體連通，提供冷媒至該壓縮機馬達以冷卻該馬達，其中該致冷系統的特徵在於：一壓縮機馬達，該壓縮機馬達進一步包括：一馬達殼體，該馬達殼體具有一中心內腔；一定子，定位於該馬達殼體內腔中；一轉子，定位於該定子中； 軸承，當該馬達作動時將該轉子定中心於該定子中；一馬達殼體冷媒入口，接收來自該冷凝器的冷媒，且提供冷媒液體給該壓縮機馬達；一間隔件，繞該定子延伸360度，且定位於該馬達殼體與該定子之間；一間隙，於該間隔件與該定子之間，來自該馬達入口的冷媒液體通過該間隙，該冷媒液體於該冷媒從液體形態改變成氣體流體時移除該定子與該馬達殼體的熱；一對齊銷，延伸穿過該馬達殼體及該定子，以防止該馬達殼體、該定子與該間隔件的相對轉動；一第二膨脹裝置，降低冷媒流體的壓力同時將之轉變成一兩相冷媒混合物；一第一流體通道，提供該間隙內的冷媒與該第二膨脹裝置之間的連通；一第二流體通道，從該第二膨脹裝置接收兩相冷媒混合物，同時給定該兩相冷媒混合物至該馬達殼體之內腔的路由；一液體出口，與該蒸發器成流體連通，以將來自冷凝的液體冷媒混合物自該馬達殼體移除；一定子/轉子環道，於該定子與該轉子之 間，以在該馬達殼體的一第一端處接收來自該第二流體通道之該兩相冷媒混合物；及一排氣孔，將冷媒流體在通過該定子/轉子環道並冷卻該等軸承、該轉子及該定子之後，從該馬達殼體的一第二端移除至該致冷系統於該第一膨脹裝置與一壓縮機入口之間。
  5. 如請求項4所述的致冷系統，進一步包含一第三膨脹裝置，定位於該冷凝器與該壓縮機馬達之間，以降低從該冷凝器進入該馬達入口的冷媒液體的壓力。
  6. 如請求項4所述的致冷系統，其中該間隔件與該定子之間的該間隙是一螺旋環道，與該馬達入口成連通。
  7. 如請求項4所述的致冷系統，其中該馬達殼體進一步包含一第三流體通道，其延伸穿過該馬達殼體而實質上平行於該馬達的一縱向中心軸且與馬達內腔成連通，以接收經由該馬達入口進入該馬達內腔之冷媒，流過第三流體通道的該冷媒進一步冷卻該馬達殼體，其中該第三流體通道與該第二膨脹裝置進一步連通，該第二膨脹裝置使該冷媒流體膨脹成霧氣且將其排入該第二流體通道內。
  8. 如請求項4所述的致冷系統，進一步包含一次冷卻器，其在提供該冷媒液體至該馬達入口之前先接收並冷卻該冷媒液體。
  9. 一種用以冷卻壓縮機馬達之方法，用以於致冷系統中冷卻具有電磁軸承的壓縮機馬達，該致冷系統利用一冷 媒，且具有一用以壓縮該冷媒的壓縮機，且具有一壓縮機馬達、一與該壓縮機成流體連通以從該壓縮機接收被壓縮冷媒的冷凝器、一與該冷凝器成流體連通以從該冷凝器接收冷媒的蒸發器、一介於該冷凝器與該蒸發器之間以降低從該冷凝器至該蒸發器的冷媒液體壓力的第一膨脹裝置，該冷凝器進一步與該壓縮機馬達成流體連通，提供冷媒至該壓縮機馬達以冷卻該馬達，該方法包括以下步驟：從該冷凝器提供液體冷媒；冷卻該液體冷媒；提供被冷卻冷媒至一馬達；將該冷媒循環於一馬達定子與一馬達殼體之間，以將熱從該定子與該殼體移除並冷卻該馬達殼體及定子；然後將該冷媒膨脹一第二時間，以冷卻該冷媒同時降低其壓力一第二時間；循環經冷卻且經膨脹的冷媒，藉由使該冷媒通過該等電磁軸承上及該定子與轉子之間的一間隙，以冷卻該等電磁軸承、該定子及轉子；及將該冷媒從該馬達返回至該蒸發器。
  10. 如請求項9所述的方法，其中該冷卻該液體冷媒之步驟進一步包含，在提供具有較低壓力的經冷卻冷媒至該馬達之前，將來自該冷凝器的該液體冷媒於一第二膨脹裝置內冷卻及膨脹。
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