(57)【要約】  コンプレッサモータの風損を減少させる方法及びシステムが提供される。コンプレッサモータ１０６は、コンプレッサ３０２を含む閉じた冷媒ループからの冷媒を循環させることにより冷却される。閉じた冷媒ループにて液体膨張装置１２８に連結された圧送装置１３０は、冷媒をモータキャビティを通して循環させ且つ、蒸発圧力よりも低いモータキャビティの圧力を発生させる。モータキャビティ内の低い圧力は、モータキャビティ内のガスの密度を低下させ、モータ１０６の風損が減少するようにする。更に、圧送装置１３０は、凝縮器１１２と膨張装置１１４との間にて回収された液体膨張エネルギにより作動される。
2009538398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒ループにて接続されたコンプレッサと、蒸発器と、凝縮器と、
コンプレッサと接続されて、コンプレッサを作動させる、モータキャビティ内に配置されるモータと、
凝縮器と蒸発器との間で冷媒ループにて接続される液体膨脹装置と、
モータの冷却システムとを備える冷凍システムであって、
前記モータの冷却システムは、
冷媒を蒸発器から受け取る冷媒ループとの第一の接続部と、
冷媒を蒸発器に戻す冷媒ループとの第二の接続部と、
冷媒を第一の接続部からモータキャビティを通して第二の接続部まで循環させる、液体膨脹装置の作動により作動される圧送装置であって、モータキャビティ内の冷媒の圧力及びガス密度を低下させ、モータ内の風損を少なくする前記圧送装置とを備える、
冷凍システム。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍システムにおいて、液体膨張装置は、凝縮器からの高圧の冷媒液体を膨張させて蒸発器に対する低圧の冷媒液体にする構成とされる、冷凍システム。
【請求項３】
請求項２に記載の冷凍システムにおいて、液体膨張装置は、液体膨張装置内の冷媒の膨張によるエネルギを回収することにより圧送装置を作動させる、冷凍システム。
【請求項４】
請求項３に記載の冷凍システムにおいて、液体膨張装置は、エダクター、容積形膨脹装置又はタービン遠心膨脹装置の１つである、冷凍システム。
【請求項５】
請求項１に記載の冷凍システムにおいて、圧送装置はガスコンプレッサである、冷凍システム。
【請求項６】
請求項５に記載の冷凍システムにおいて、ガスコンプレッサは、空力コンプレッサ又は容積形コンプレッサの１つである、冷凍システム。
【請求項７】
請求項６に記載の冷凍システムにおいて、ガスコンプレッサは、スクリューコンプレッサ、往復運動コンプレッサ、スクロールコンプレッサ又はベーンコンプレッサの１つである、冷凍システム。
【請求項８】
請求項７に記載の冷凍システムにおいて、１０００トン容量を有し、ガスコンプレッサは、約３１０ＣＦＭの掃引容積と、約３．３の容積比率とを有し、液体膨脹装置は、少なくとも３００ＧＰＭの流れに対する構成とされ、約１３．８の容積比を有する、冷凍システム。
【請求項９】
請求項１に記載の冷凍システムにおいて、液体膨張装置は、機械的接続部又は電気的接続部の１つにより圧送装置に連結される、冷凍システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の冷凍システムにおいて、液体膨張装置及び圧送装置は、単一のユニットとして組み合わされる、冷凍システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の冷凍システムにおいて、圧送装置と蒸発器との間にて接続されて、圧送装置から排出された冷媒の過熱を解消する構成とされた熱交換器を更に備える、冷凍システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の冷凍システムにおいて、熱交換器は、圧送装置からの冷媒を凝縮器の冷却塔の水により過熱を解消する構成とされる、冷凍システム。
【請求項１３】
閉じた冷媒ループにて接続されたコンプレッサと、蒸発器と、凝縮器とを有する冷却器システム用のモータ冷却システムにおいて、
モータのモータハウジングと、
冷却器システムの凝縮器と蒸発器との間で閉じた冷媒ループと接続可能な液体膨脹装置と、
冷媒を蒸発器から受け取り且つ、冷媒をモータハウジングに提供すべく閉じた冷媒ループと接続可能な第一の冷媒接続部と、
冷媒を蒸発器まで戻すべく閉じた冷媒ループと接続可能な第二の接続部と、
第二の冷媒接続部内にて配設されて、冷媒を第一の冷媒接続部からモータハウジングを通って第二の冷媒接続部まで循環させ、モータを冷却し且つ、モータハウジング内にて所定の圧力を維持する圧送装置であって、液体膨脹装置に連結され且つ、液体膨張装置の作動により作動される前記圧送装置とを備える、モータ冷却システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のモータ冷却システムにおいて、モータハウジング内の所定の圧力は、モータ冷却システムの作動の全体を通して所定のレベルに維持される、モータ冷却システム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のモータ冷却システムにおいて、連結された圧送装置及び液体膨張装置は、機械的接続部又は電気的接続部の１つにより接続される、モータ冷却システム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のモータ冷却システムにおいて、連結された圧送装置及び液体膨張装置は、１つのユニットとして接続される、モータ冷却システム。
【請求項１７】
請求項１３に記載のモータ冷却システムにおいて、圧送装置と蒸発器との間の第二の冷媒接続部内に配置されて、第二の冷媒接続部内の冷媒の温度を降下させる熱交換器を備える、モータ冷却システム。
【請求項１８】
請求項１３に記載のモータ冷却システムにおいて、圧送装置は、モータハウジング内の冷媒の密度を低下させてモータの風損を少なくする、モータ冷却システム。
【請求項１９】
請求項１３に記載のモータ冷却システムにおいて、圧送装置は、空力コンプレッサ又は容積コンプレッサの１つである、モータ冷却システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のモータ冷却システムにおいて、圧送装置は、スクリューコンプレッサ、往復運動コンプレッサ、スクロールコンプレッサ又はベーンコンプレッサの１つである、モータ冷却システム。
【請求項２１】
請求項１３に記載のモータ冷却システムにおいて、液体膨張装置は、エダクター、容積膨脹装置又はタービン遠心膨脹装置の１つである、モータ冷却システム。
【請求項２２】
冷却器システムのモータを冷却する方法において、
冷媒を蒸発器から受け取る構成とされた冷媒ループとの第一の接続部を提供するステップと、
冷媒を蒸発器に戻す構成とされた冷媒ループとの第二の接続部を提供するステップと、
第一の接続部及び第二の接続部と接続されるモータキャビティ内にてモータを提供するステップと、
第一の接続部からモータキャビティを通して圧送装置との第二の接続部まで冷媒を循環させるステップと、
凝縮器と蒸発器との間の冷媒ループにて冷媒を膨脹させる構成とされる液体膨脹装置からの膨脹エネルギにて圧送装置を作動させるステップとを備え、
モータキャビティ内の冷媒を圧送装置により循環させることは、モータを冷却し且つ、モータキャビティ内の冷媒の圧力及びガス密度を低下させ、これにより、モータの風損を少なくする、冷却器システムのモータを冷却する方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、圧送装置及び液体膨張装置を、電気的接続部又は機械的接続部の１つにより接続するステップを更に備える、方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、圧送装置及び液体膨張装置は、単一のユニットとして組み合わされる、方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法において、熱交換器との第二の接続部内の冷媒を冷却するステップを更に備える、方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、熱交換器は、凝縮器用の冷却液体を使用して第二の接続部内の冷媒を冷却する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒ガスをモータの構成要素の上方にて循環させることによりコンプレッサのモータを冷却するシステム及び方法に関する。より詳細には、本発明は、モータキャビティ内の冷媒ガスの圧力及び密度を低下させることにより、コンプレッサのモータの風損を減少させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速度モータは、典型的に、高速度のロータが回転する間に生じる、多量の冷却ガスに起因する風損摩擦があることを一つの理由として、大きい風損を有する。その風損は、モータの性能及び効率に大きな影響を与える。風損を減少させるため、ロータの周速度、モータの回りのモータ冷却ガスの流れ、ロータの表面積及びロータ表面の粗さのようなモータに直接関係した因子は、モータの性能を最適にし得るように操作し且つ制御される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
モータを冷却する間、モータのエネルギ損失を減少させる１つの方法は、冷媒をモータ巻線に向けて吸引することである。モータ巻線の温度降下は、モータの構成要素が過熱するのを防止し且つ、より優れた作動効率を生じさせる。モータのエネルギ損失を減少させる別の方法は、モータキャビティの全体にわたって一定の圧力を維持することである。圧力弁をモータキャビティ内に配置して、作動中、モータキャビティ内にて生ずる高圧のガスの蓄積を解放することができる。キャビティ内の圧力が上昇すると、弁は開き、これにより高圧のガスを解放する。キャビティ内にて一定の圧力を維持することは、モータの効率を向上させることになる。しかし、この方法は、機械的装置を使用し、モータキャビティ内にて真に一定の圧力を維持するのに最適ではない。更に、この方法は、モータキャビティの温度の問題を取り扱うものではない。
【０００４】
追加的な方法は、モータの構成要素の間の油の損失を防止しつつ、モータキャビティ内にて一定の圧力を維持することにより、モータ内のエネルギの損失を制御するものである。モータの軸受構成要素内にて油を節約することは、部品が動くための更なる潤滑を許容し、これにより油がモータの冷却キャビティ内に逃げるのを許容しない一方にて、摩擦を少なくし、過度の油の撹拌を防止し且つ、エネルギ損失を減少させることになる。冷媒コンプレッサのトランスミッション及び油の供給リザーバを保持する密閉密封したハウジングは、ハウジング内の圧力を等しくするようコンプレッサの吸引側と接続される。この方法の主目的は、油貯蔵箇所からの冷媒の沸騰を防止することである。しかし、このシステムは、モータキャビティ内の圧力を一定のレベルに保持することのみを行ない、また、モータ効率を最適化するのではなく、エネルギ損失を減少させるのを助けるのみである。
【０００５】
しかし、極めて高速度のモータの場合、ロータの周速度、モータの回りのモータ冷却ガスの密度及び流れ、ロータの表面積及び（又は）ロータ表面の粗さのような因子が最適とされた後でさえ、風損は、依然として、かなりのものである。風損を減少させるため操作することのできる唯一のその他の因子は、モータキャビティ内のガスの密度である。モータキャビティ内のガスの密度が減少すれば、風損は減少し、より優れたモータ効率となる。
【０００６】
これらの高速度モータのキャビティ内でのガスの密度を低下させるため、モータの周囲の圧力を降下させて風損を可能な限り減少させるため、真空ポンプが使用されている。しかし、これらのシステムは、モータキャビティの周囲にて真空を提供するが、モータを十分に冷却する能力を欠く。モータを冷却すると同時に、モータキャビティ内のガスの密度を低下させる１つの試みは、独立的な動力源により作動される補助的な容積形ガスコンプレッサを使用し、完全な冷却システムが作動している間、モータキャビティを「ポンプダウン」するステップを含む。しかし、これらのシステムにおいて、補助的コンプレッサは、モータ風損の減少させる程度よりも多くのエネルギを消費し、このため、これらのシステムは、モータの効率を向上させるのに優れた解決策ではない。
【０００７】
このため、節約される以上の多くのエネルギを消費しない一方にて、コンプレッサモータの風損及びその他のエネルギ損失を減少させることができるシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの実施の形態は、閉じた冷媒ループにて接続されたコンプレッサと、蒸発器と、凝縮器とを含む、冷凍システムに関する。モータは、コンプレッサと接続されて、コンプレッサに動力を提供する。液体膨脹装置が凝縮器と蒸発器との間で冷媒ループにて接続されている。冷凍システムと共に、コンプレッサのモータを冷却するため、モータ冷却システムが使用される。モータ冷却システムは、冷却のため冷媒を蒸発器からモータキャビティに受け取る冷媒ループとの第一の接続部と、冷媒をモータキャビティから蒸発器に戻す冷媒ループとの第二の接続部とを有している。モータ冷却液システムは、冷媒を第一の接続部からモータキャビティを通して第二の接続部まで循環させる圧送装置も有している。圧送装置は、液体膨脹装置の作動により作動され、圧送装置は、モータキャビティ内のガス状冷媒の圧力及び密度を低下させ、モータの風損を減少させる。
【０００９】
本発明の第二の実施の形態は、閉じた冷媒ループにて接続されたコンプレッサと、蒸発器と、凝縮器とを含む冷却器システム用のモータ冷却システムに関する。モータ冷却システムは、冷却器システムのコンプレッサを作動させるモータのモータハウジングを含む。モータ冷却システムは、冷却器システムの凝縮器と蒸発器との間で閉じた冷媒ループにて接続可能な液体膨脹装置も含む。更に、モータ冷却システムは、冷媒を蒸発器から受け取り且つ、冷媒をモータハウジングに提供すべく閉じた冷媒ループと接続可能な第一の接続部と、冷媒を蒸発器まで戻すべく閉じた冷媒ループと接続可能な第二の接続部とを有している。圧送装置が第二の接続部内にて配設され且つ、冷媒を第一の接続部からモータハウジングを通って第二の接続部まで循環させ、モータを冷却し且つ、モータキャビティ内にて所定の圧力を維持するため使用される。圧送装置は、液体膨脹装置に連結され且つ、液体膨張装置の作動により作動される。更に、モータキャビティ内の所定の圧力は、モータ冷却システムの作動の全体を通して一定のレベルに維持される。
【００１０】
本発明の別の実施の形態は、冷媒ループとの第一の接続部を提供するステップを含み、第一の接続部は、冷媒を蒸発器から受け取る構成とされた、冷却器システムのモータを冷却する方法である。次のステップは、冷媒ループとの第二の接続部を提供するステップを含み、第二の接続部は、冷媒を蒸発器に戻す構成とされ、次に、モータをモータキャビティ内にて提供するステップを含み、モータキャビティは、第一の接続部及び第二の接続部と接続される、冷却器システムのモータを冷却する方法である。次のステップは、冷媒を第一の接続部からモータキャビティを通して圧送装置との第二の接続部まで循環させるステップと、次に、圧送装置を液体膨脹装置からの膨脹エネルギにて作動させるステップとを含み、液体膨脹装置は、凝縮器と蒸発器との間で冷媒ループにて冷媒を膨脹させる構成とされ、モータキャビティ内にて冷媒を圧送装置により循環させることは、モータを冷却し且つ、モータキャビティ内の冷媒の圧力及びガス密度を低下させ、これにより、モータの風損を減少させることになる。
【００１１】
本発明の１つの有利な効果は、モータの風損及びエネルギ損失を減少させることである。
本発明のもう１つの有利な効果は、液体膨張装置により排出されたエネルギを再循環させることである。
【００１２】
本発明の更に別の有利な効果は、システムが、モータキャビティ内の冷媒ガスの圧力を効果的に降下させ、モータを冷却し、エネルギ消費量を最小に保つことである。このことは全て、風損の減少を最適にし且つ、モータの効率を向上させるものである。
【００１３】
更に、本発明の別の有利な効果は、モータ冷却ループに対するコンプレッサは、負荷対応型であることである。このため、システムは、システムの現下の負荷に対して必要なレベルにてのみ作動し、不要なエネルギを消費しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のその他の特徴、有利な効果は、単に一例として、本発明の原理を示す添付図面と共に、好ましい実施の形態の以下の詳細な説明から、明らかになるであろう。
可能な場合、同一又は同様の部品を示すため、図面の全体を通して同一の参照番号を使用する。図１を参照すると、ＨＶＡＣ、すなわち冷凍又は液体冷却器システムは、冷媒ループにて接続されたコンプレッサ３０２と、凝縮器装置１１２と、液体冷却蒸発装置１１４とを含む。１つの好ましい実施の形態において、冷却器システムは、２５０トン以上の容量を有し、更により好ましくは、１０００トン以上の容量を有する。モータ１０６は、コンプレッサ３０２を作動させるべくコンプレッサ３０２と接続される。モータ１０６及びコンプレッサ３０２は、共通の密閉的エンクロージャ内に収容されることが好ましいが、別個の密閉的エンクロージャ内に収容されるようにしてもよい。コンプレッサ３０２は、冷媒蒸気を圧縮し且つ、高圧力の蒸気を排出管を通して凝縮器１１２に送る。コンプレッサ３０２は、遠心コンプレッサであることが好ましいが、コンプレッサ３０２は、スクリューコンプレッサ、往復運動コンプレッサ、スクロールコンプレッサ、ロータリコンプレッサ又は任意のその他の型式のコンプレッサを含む、任意の適宜な型式のコンプレッサとすることができる。
【００１５】
コンプレッサ３０２により凝縮器１１２に送られた高圧の冷媒蒸気は、空気又は水のような流体との熱交換関係に入り、また、流体との熱交換関係の結果として高圧の冷媒液体に相変化する。凝縮器１１２からの高圧の液体冷媒は、膨脹装置１２８を通って流れ、低圧にて蒸発器１１４に入る。蒸発器１１４に吐出された液体冷媒は、例えば、空気又は水のような流体との熱交換関係に入り、流体との熱交換関係の結果として冷媒蒸気に相変化する。蒸発器１１４内の蒸気冷媒は、蒸発器１１４から出て且つ、吸引管によりコンプレッサ３０２に戻り、サイクルを完了させる。凝縮器１１２及び蒸発器１１４内での適正な相変化が実現されるならば、凝縮器１１２及び蒸発器１１４の任意の適宜な構成がシステム内にて使用可能であることを理解すべきである。
【００１６】
モータ冷却ループが上述した冷媒ループと接続されてモータ１０６を冷却する。モータ冷却ループは、モータ１０６のモータキャビティに達するコンプレッサ３０２の吸引入口付近に接続部を有する。モータ１０６を冷却するため循環した冷媒ガスは、モータキャビティから出て且つ、蒸発器１１４に送られる。図３及び図４に関してより詳細に説明したように、圧送装置１３０を使用して冷媒をコンプレッサ３０２の吸引入口付近にて冷媒ループからモータキャビティを介して循環させ、冷媒を蒸発器１１４付近にて冷媒ループに戻す。冷媒を冷媒ループからモータキャビティ内に循環させ且つ、加熱した冷媒ガスを圧送装置１３０によりモータキャビティから除去することは、モータを冷却し且つモータ１０６の風損を減少させ、また、全体的なモータ効率を向上させることを助けることになる。特に、圧送装置１３０の作動を使用して、モータキャビティ内にて冷媒ガスの実質的に一定の所定の圧力及び密度を維持し、風損を減少させる。モータキャビティ内の冷媒ガスの所定の圧力及び密度は、コンプレッサの吸引圧力よりも小さく、真空状態に近づく可能性がある。ＨＶＡＣ又は冷凍システムは、図１に図示しないその他の多くの特徴を含むことができる。これらの特徴は、図示の容易化のため、図面にて意図的に省略されている。
【００１７】
図１と同様、図２は、閉じた冷媒ループにて接続されたコンプレッサ３０２と、凝縮器１１２と、蒸発器１１４も含む。コンプレッサ３０２は、冷媒蒸気を圧縮し且つ、高圧の蒸気を排出管を通して凝縮器１１２に吐出する。凝縮器１１２に吐出された高圧の冷媒蒸気は、例えば、水のような冷却塔からの流体との熱交換関係に入り、流体との熱交換関係の結果として、高圧の冷媒液体に相変化する。凝縮器１１２からの高圧の液体冷媒は、膨脹装置１２８を通って流れ且つ、低圧にて蒸発器１１４に入る。蒸発器１１４は、冷却負荷の供給管及び戻し管との接続部を含む。例えば、水、エチレングリコール、塩化カルシウム塩水又は塩化ナトリウム塩水のような第二の液体は、戻し管を介して蒸発器１１４に流れ、冷却負荷の供給管を介して蒸発器１１４から出る。蒸発器１１４内の液体冷媒は、第二の液体との熱交換関係に入り、第二の液体の温度を降下させる。蒸発器１１４内の冷媒液体は、第二の液体との熱交換関係の結果として、冷媒蒸気に相変化する。蒸発器１１４内の蒸気冷媒は、蒸発器１１４から出て、吸引管によりコンプレッサ３０２に戻り、サイクルを完了させる。
【００１８】
図１におけるように、モータ冷却ループは、冷媒ループと接続されて、モータ１０６を冷却する効果を提供する。モータ冷却ループは、モータ１０６に対するモータキャビティに達するコンプレッサ３０２の吸引入口付近に接続部を有している。しかし、図１の実施の形態と異なり、循環させたモータの冷却冷媒ガスは、モータ１０６を冷却し且つ、圧送装置１３０を通った後、熱交換器１３４に通されて、冷媒ガスが蒸発器１１４に送られる前に、過熱した冷媒ガスの温度を降下させる。熱交換器１３４は、冷却塔１３２と凝縮器１１２との間の供給管との接続部を有し、冷却塔１３２から冷却水を受け取る。冷却塔１３２からの水は、冷媒が熱交換器１３４を通って流れるとき、冷媒の過熱を解消することにより、圧送装置１３０から出る冷媒ガスを冷却するため使用される。冷却水が冷媒と熱交換した後、冷却水は、凝縮器１１２と冷却塔１３２との間の戻り管との接続部にて冷却塔１３２に戻される。ＨＶＡＣ又は冷凍システムは、図２に図示しない多くのその他の特徴を含むことができる。これらの特徴は、図面の容易化のため、意図的に省略されている。
【００１９】
図１及び図２の双方に示したように、圧送装置１３０は、冷媒ループから膨脹装置１２８に連結されている。圧送装置は、コンプレッサであることが好ましく、また、スクリューコンプレッサ、往復運動コンプレッサ、スクロールコンプレッサ、ベーンコンプレッサ又はその他の適宜なコンプレッサの任意の１つとすることができる。例えば、１０００トン容量の冷却器システムにおいて、圧送装置又はコンプレッサ１３０は、少なくとも約３１０ＣＦＭの掃引容積と、少なくとも約３．３の容積比率とを有して、必要な圧力を吐出し得ることが好ましい。圧送装置１３０及び膨脹装置１２８は、共通の軸を介して機械的に連結することができ、又は、膨脹装置１２８がある型式の発電装置に連結される場合、共に電気的に連結される２つの別個の機械的構成要素を有することにより、圧送装置１３０は、発生電気の要求分を使用する電気モータにより作動される。圧送装置１３０及び膨脹装置１２８は、共通の軸との機械的又は電気的接続部の何れかを有する単一のシステムユニットとなるよう一体化してもよい。単一のシステムユニットは、制御弁を利用して膨脹器の抽出動力量を制御し又は制限し、このため、モータキャビティ内の減圧を制御することができる。制御弁を利用するとき、余剰な膨脹冷媒は、側部の制御オリフィスの一部分を通して実質的に膨脹されて、蒸発器内への要求される冷却負荷の液体冷媒の流量を満足させる。モータキャビティの圧力を調節し且つ、流体冷媒の膨脹を制御する制御弁を有する圧送装置１３０及び膨脹装置１２８を備える単一のシステムユニットにて、軸シール無しの効率的な冷却器の構成要素に４つの冷媒接続部のみが必要とされる。圧送装置１３０及び膨脹装置１２８に対し容積圧縮技術が使用されるとき、要求される圧力比及び容積比が実現可能である。空力圧縮技術が利用される場合、適正に作動するのに要求される圧力比及び容積比を実現し得るよう追加的な空力段を圧送装置１３０及び（又は）膨脹装置１２８に組み込むことにより、要求される圧力比及び容積比が実現される。好ましくは、膨脹装置１２８は、エダクター、容積形膨脹装置又はタービン遠心膨脹装置の１つであるものとする。例えば、１０００トン容量の冷却器システムにおいて、膨脹装置１２８は、システムに必要とされるように液体を完全に膨脹させるべく少なくとも約１３．８の容積比にて少なくとも３００ＧＰＭの液体冷媒入口流れとなるような寸法とされることが好ましい。膨脹装置１２８及び圧送装置１３０に対する特定の掃引容積及び容積比の最小値は、使用される冷媒の型式及び冷凍システムの容積のような多岐にわたる因子に依存することを理解すべきである。膨脹装置１２８は、液体冷媒の膨脹による排出されたエネルギを回収することにより、圧送装置１３０に動力を提供する。圧送装置１３０を作動させるため回収したエネルギを使用することは、モータ冷却システムのエネルギ損失を減少させ、また、モータ冷却システムを作動させるのに必要な全動力量を減少させる。
【００２０】
更に、圧送装置１３０を膨脹装置１２８と接続することは、モータ冷却システムの負荷に対応した作動を許容する。モータの負荷が減少したとき、モータは、低速にて作動し且つ相応して冷却要求量を少なくすることができる。更に、低負荷容量にて、連結された圧送装置１３０は、主冷媒ループを通る冷媒の流れが減少するから、膨脹装置１２８から受け取る動力は少なくなり、また、これに相応して圧送装置は、モータキャビティに少ない程度の吸引力を提供し、モータ１０６を冷却する冷媒ガスをサイホン式に除去する。システムは負荷対応型であるため、システムは、モータキャビティ内の冷媒のガス密度を必要以上に低下させたり、必要以上にエネルギを消費することはない。
【００２１】
図３に示したように、空力コンプレッサ３０２は、密閉型モータ１０６により作動される。コンプレッサ３０２は、モータ１０６、又は多数の段の間に配設されたモータ１０６と共に、共通の軸にて構成された単一段コンプレッサ又は多段コンプレッサの任意の１つとすることができる。モータ１０６は、複数の突出極（すなわち、モータ巻線）を有するステータ５０２と、同様に、複数の極を有するロータ５０４とを含む。図３に示した断面図において、モータ１０６は、通常、ステータ５０２及びロータ５０４の各々に多数対の極を有しているが、ステータ５０２及びロータ５０４の各々に対する１対の極のみが示されている。ステータ５０２は、典型的に、ロータ５０４よりもより多数の極を有している。ロータ５０４は、コンプレッサ３０２のインペラ５１０と接続され且つ、該インペラ５１０を駆動する軸５０８に装着される。複数の電気コネクタ５１８は、ステータ５０２の極を接続してロータ５０４及びインペラ５１０に回転を付与する。モータ１０６は、コンプレッサ３０２及びその関係した構成要素を収容する密閉エンクロージャ５１６内に示されている。
【００２２】
モータ１０６及びモータキャビティは、風損を減少させ得るよう、吸引管５２４にてコンプレッサ３０２の吸引圧力よりも遥かに低い圧力に維持される。モータ１０６及びモータキャビティは、導管５２６（図３に概略図にて図示）を介して吸引管５２４及びコンプレッサ室５２８と流動的に連通している。導管５２６は、ロータ５０４とステータ５０２との間に存在するモータ通路５３０と流動的に連通している。モータ１０６内の冷媒ガスは、コンプレッサ室５２８からモータ通路５３０内に吸引され、これにより冷媒蒸気をモータ１０６及びモータキャビティ内にて循環させてモータ１０６を冷却する。このとき、熱した冷媒ガスは、圧送装置１３０によりモータキャビティから吸引され且つ、次に、圧送装置１３０により熱交換器１３４及び（又は）蒸発器１１４に送られる。
【００２３】
図４を参照すると、膨張装置１２８と圧送装置１３０との間の１つの接続部の断面図が示されている。膨脹装置１２８及び圧送装置１３０は、機械的接続部により接続した状態で示されている。膨脹装置１２８及び圧送装置１３０は、共通の軸にて作動し、膨脹装置１２８は、膨脹装置１２８を通って流れる凝縮器１１２からの冷媒の量に基づいてコンプレッサ１３０を駆動する。圧送装置１３０は、ガスをモータキャビティから直接受け取り、膨脹装置１２８は液体冷媒を凝縮器１１２から受け取る。圧送装置１３０は、排出されたモータガスを熱交換器１３４及び（又は）蒸発器１１４に伝達する。膨脹装置１２８は、冷媒の膨脹からの余剰なエネルギを使用して圧送装置１３０を作動させる。膨脹装置１２８が過剰なエネルギを処理すると、エネルギは、接続された圧送装置１３０に伝達され、これにより圧送装置１３０に動力を供給する。その後、コンプレッサ３０２に戻す前に、冷媒は、膨脹装置１２８から蒸発器１１４に排出される。
【００２４】
本発明は、１つの好ましい実施の形態に関して説明したが、当該技術の当業者には、本発明の要旨から逸脱せずに、色々な変更を為し、また、その要素を等価物にて置換することが可能であることが理解されよう。更に、その必須の範囲から逸脱せずに、特定の状況又は材料を本発明の教示に適応させるため、多数の改変を為すことができる。このため、本発明は、本発明を実施する最良の形態として考えられるものとして開示された特定の実施の形態にのみ限定することを意図するものではなく、本発明は、特許請求の範囲に属する全ての実施の形態を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の別の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】モータ及びコンプレッサハウジングの断面図である。
【図４】圧送装置と膨脹装置との間の接続部を示す詳細図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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