用于密闭式电机的混合式冷却系统的制作方法

用于密闭式电机的混合式冷却系统


背景技术：

1.本章节旨在向读者介绍可与下文描述的本公开的各个方面相关的技术的各个方面。此论述被认为有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应理解，这些陈述应鉴于此来阅读，而不是作为对现有技术的认可。
2.制冷循环的压缩机由轴杆驱动，轴杆可通过电机旋转。随着电流通过由一系列绕组形成的电机的定子，可生成热量(例如，热能)，这驱动联接到轴杆的电机的转子旋转。转子和定子含于电机壳体内，所述电机壳体可能随着电机的操作生成热量而经历温度升高。在一些压缩机中，转子可由电磁轴承支撑，所述电磁轴承也可能发热且进一步升高电机壳体内的温度。相应地，冷却流体可经由冷却系统提供到电机以移除热量，且避免因过热而导致电机的性能降低或关机。令人遗憾的是，由一些冷却系统提供的冷却流体可能在电机内生成较大的温度梯度(例如，冷点、热点)。举例来说，冷却流体可以是冷冻液，其可能有时候使电机的壳体过冷且致使在壳体的外部形成冷凝物。除外观问题外，水冷凝还可能造成位于壳体的外部的电子组件的可靠性问题。


技术实现要素：

3.下文阐述本文中公开的某些实施例的概述。应理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施例的简要概述，并且这些方面并不希望限制本公开的范围。实际上，本公开可以涵盖下文可能未阐述的各个方面。
4.在一个实施例中，一种用于密闭式电机的混合式冷却系统包含电机壳体中的环形腔。所述环形腔被配置成接收来自主制冷剂回路的蒸汽流。混合式冷却系统包含电机壳体中的至少一个环形区。所述至少一个环形区被配置成接收来自主制冷剂回路的液体流。混合式冷却系统还包含安置于电机壳体内邻近于环形腔和所述至少一个环形区的套筒。穿过所述套筒且与环形腔成流体连通而限定至少一个径向开口。混合式冷却系统还包含至少部分被套筒环绕的定子，以及限定在所述定子和密闭式电机的转子之间的间隙。此外，混合式冷却系统包含定子的泄放槽，其被配置成经由套筒的所述至少一个径向开口接收来自环形腔的蒸汽流且将蒸汽流导引到所述间隙。混合式冷却系统还包含电机壳体中的离开路径，其被配置成导引因液体流接触定子而生成的经蒸发的蒸汽流和所述蒸汽流离开电机壳体。
5.在另一实施例中，一种用于加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统的压缩机的密闭式电机包含定子，所述定子被配置成致使驱动压缩机的转子旋转。穿过定子的中心部分限定泄放槽以将定子的径向朝外表面以流体方式联接到限定在定子和转子之间的环形间隙。所述密闭式电机包含周向地环绕定子的径向朝外表面的一部分的套筒，以及安置在定子和套筒周围的电机壳体。电机壳体限定各自邻近于套筒的第一环形区和第二环形区。第一环形区和第二环形区各自被配置成导引相应液体流穿过套筒到达定子。电机壳体还限定邻近于套筒的环形腔室。环形腔室轴向定位于第一环形区和第二环形区之间。环形腔室被配置成导引来自环形腔室的蒸汽流穿过套筒和泄放槽并进入环形间隙。
6.在另一实施例中，加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统包含主制冷剂回路，
所述主制冷剂回路包含串联联接的压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器。主制冷剂回路的高压力侧限定在压缩机的出口和膨胀装置的入口之间。hvac&r系统包含被配置成驱动压缩机的电机和混合式冷却系统。混合式冷却系统包含冷却制冷剂回路，其被配置成将来自主制冷剂回路的高压力侧的蒸汽流导引到密闭式电机，将来自冷凝器的液体流导引到密闭式电机，且将来自电机的经升温的制冷剂导引到蒸发器。混合式冷却系统还包含电机的壳体，其限定第一环形区、第二环形区，以及轴向定位于第一环形区和第二环形区之间的环形腔室。第一环形区和第二环形区各自被配置成接收来自冷却制冷剂回路的液体流，且将液体流导引到密闭式电机的定子。环形腔室被配置成接收来自冷却制冷剂回路的蒸汽流，且将蒸汽流导引到密闭式电机的定子和转子之间的间隙。
7.本技术的其它特征和优点将从结合附图考虑的实施例的以下更详细描述显而易见，附图借助于实例示出本技术的原理。
附图说明
8.在阅读以下详细描述并且参考图式后可更好地理解本公开的各个方面，在图式中：
9.图1是根据本公开的一方面可在商业环境中利用加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统的建筑物的实施例的透视图；
10.图2是根据本公开的一方面的蒸汽压缩系统的实施例的透视图；
11.图3是根据本公开的一方面的图2的蒸汽压缩系统的实施例的示意图；
12.图4是根据本公开的一方面的图2的蒸汽压缩系统的实施例的示意图；
13.图5是根据本公开的一方面具有密闭式电机的蒸汽压缩系统的实施例的示意图，所述密闭式电机利用接收来自冷凝器的制冷剂蒸汽的混合式冷却系统；
14.图6是根据本公开的一方面具有密闭式电机的蒸汽压缩系统的实施例的示意图，所述密闭式电机利用接收来自压缩机的制冷剂蒸汽的混合式冷却系统；
15.图7是根据本公开的一方面包含混合式冷却系统的图5或6的密闭式电机的实施例的横截面侧视图；以及
16.图8是根据本公开的一方面示出制冷剂蒸汽入口和两个制冷剂液体入口的图7的密闭式电机的实施例的部分横截面侧视图。
具体实施方式
17.下文将描述一个或多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述，未在说明书中描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发过程中，如在任何工程或设计项目中一样，必须制定许多实施方案特定的决策以实现开发者的特定目标，例如服从系统相关的和商业相关的约束，所述约束可以从一个实施方案到另一实施方案变化。此外，应了解，这种开发努力可能是复杂且耗时的，然而将是从本公开获益的一般技术人员从事的设计、制作和制造的惯例。
18.本公开的实施例针对一种具有混合式冷却系统的加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统，所述混合式冷却系统控制用于驱动hvac&r系统的压缩机的电机(例如，密闭式电机、电动机)的温度。为了驱动压缩机，导引电流穿过电机的定子，这致使电机的转子旋
转，从而经由联接在转子和压缩机之间的轴杆使压缩机的组件旋转。举例来说，由于来自被供应到电机的电流的绕组电阻和涡电流损失，电机在其操作期间发热。由电机产生的热量可作为热能传递到电机壳体，借此升高电机的温度。相应地，冷却系统可联接到电机壳体以吸收热能且降低电机的温度或使电机冷却。在一些实施例中，冷却系统使来自hvac&r系统的主制冷剂回路的制冷剂循环到电机壳体中以吸收电机壳体中的热能。举例来说，制冷剂(例如，冷却系统的冷却流体)可从hvac&r系统的冷凝器导引进入电机壳体以吸收电机的操作期间生成的热能。制冷剂可接着从电机壳体导引回到hvac&r系统的主制冷剂回路。
19.现认识到，仅将制冷剂作为液体提供到电机壳体可将hvac&r系统的操作范围限于使电机能够被制冷剂液体适当冷却的操作模式。此外，现认识到，制冷剂液体可能在某些情形下使电机壳体过冷(例如，低于露点)，从而使冷凝物积聚在电机壳体的外表面上。如此，本公开引入一种混合式冷却系统，其将制冷剂蒸汽(例如，冷却蒸汽)和制冷剂液体(例如，冷却液)经由相应入口端口递送到电机以有效地控制电机和其电机壳体的温度。举例来说，混合式冷却系统包含电机的定子的第一端处的第一入口端口、定子的第二端处的第二入口端口，以及定位于第一和第二入口端口之间的第三入口端口。混合式冷却系统导引(例如，注入)制冷剂液体穿过第一和第二入口端口，并且还将制冷剂蒸汽经由第三入口端口导引到环绕定子的护套(例如，环形腔室、加热护套)。随着制冷剂液体从电机吸收热量，一些液体制冷剂可蒸发为蒸汽且沿着转子和定子之间的间隙行进。除调节电机的组件的温度外，制冷剂蒸汽还可扩增或增加沿着间隙的蒸汽流量，从而进一步改进或均衡转子和定子的温度分布。如此，混合式冷却系统可增加电机的效率且增加压缩机和/或hvac&r系统的操作范围，同时减少电机的过冷却和/或外部冷凝。
20.现在转向图式，图1是用于典型商业环境的建筑物12中的加热、通风、空气调节和制冷(hvac&r)系统10的环境的实施例的透视图。hvac&r系统10可包含供应冷冻液的蒸汽压缩系统14，冷冻液可用于使建筑物12保持凉爽。hvac&r系统10还可以包含用于供应温暧液体来为建筑物12供暖的锅炉16，以及使空气在建筑物12内循环的空气分布系统。空气分布系统还可包含空气返回管18、空气供应管20和/或空气处置器22。在一些实施例中，空气处置器22可以包含热交换器，所述热交换器通过管道24连接到锅炉16和蒸汽压缩系统14。空气处置器22中的热交换器可接收来自锅炉16的受热液体或来自蒸汽压缩系统14的冷冻液，这取决于hvac&r系统10的操作模式。hvac&r系统10展示为具有建筑物12的每一层上的单独的空气处置器，但在其它实施例中，hvac&r系统10可包含可在楼层之间共享的空气处置器22和/或其它组件。
21.图2和3是可以在hvac&r系统10中使用的蒸汽压缩系统14的实施例。蒸汽压缩系统14可使制冷剂循环经过从压缩机32开始的回路。所述回路还可包含冷凝器34、膨胀阀或装置36，和液体冷冻器或蒸发器38。蒸汽压缩系统14可进一步包含控制面板40，其具有模/数(a/d)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46和/或接口板48。
22.可用作蒸汽压缩系统14中的制冷剂的流体的一些实例为基于氢氟碳(hfc)的制冷剂，例如r-410a、r-407、r-134a、氢氟烯烃(hfo)；“天然”制冷剂，比如氨(nh3)、r-717、二氧化碳(co2)、r-744；或烃基制冷剂、水蒸汽，或任何其它合适的制冷剂。在一些实施例中，蒸汽压缩系统14可以被配置成有效地利用在一个大气压下具有约19摄氏度(66华氏度)的正常沸点的制冷剂，其相对于例如r-134a等中压制冷剂也被称为低压制冷剂。如本文所用，“正常沸点”可以指在一个大气压下测得的沸点温度。
23.在一些实施例中，蒸汽压缩系统14可以使用变速驱动器(vsd)52、电机50、压缩机32、冷凝器34、膨胀阀或装置36和/或蒸发器38中的一个或多个。电机50可以驱动压缩机32并且可以由变速驱动器(vsd)52供电。vsd 52从ac电源接收具有特定固定线路电压和固定线路频率的交流(ac)电力，并向电机50提供具有可变电压和频率的电力。在其它实施例中，电机50可以直接由ac或直流(dc)电源供电。电机50可以包含可以由vsd或直接从ac或dc电源供电的任何类型的电动机，例如开关磁阻电机、感应电机、电子换向永磁电机或另一合适的电机。
24.压缩机32压缩制冷剂蒸汽并且经由排放通路将蒸汽递送到冷凝器34。在一些实施例中，压缩机32可以是离心式压缩机。由压缩机32递送到冷凝器34的制冷剂蒸汽可以将热量传递到冷凝器34中的冷却流体(例如，水或空气)。与冷却流体进行热传递的结果是，制冷剂蒸汽可以在冷凝器34中冷凝成制冷剂液体。来自冷凝器34的液体制冷剂可以流过膨胀装置36到蒸发器38。在图3所示出的实施例中，冷凝器34是水冷式的并且包含连接到冷却塔56的管束54，冷却塔向冷凝器供应冷却流体。
25.递送到蒸发器38的液体制冷剂可以从另一冷却流体吸收热量，该另一冷却流体可以是或可以不是在冷凝器34中使用的相同冷却流体。蒸发器38中的液体制冷剂可经历从液体制冷剂到制冷剂蒸汽的相变。如图3所示出的实施例中所展示，蒸发器38可包含具有连接到冷却负载62的供应管线60s和返回管线60r的管束58。蒸发器38的冷却流体(例如，水、乙二醇、氯化钙盐水、氯化钠盐水或任何其它合适的流体)经由返回管线60r进入蒸发器38并且经由供应管线60s离开蒸发器38。蒸发器38可以经由与制冷剂的热传递来降低管束58中的冷却流体的温度。蒸发器38中的管束58可以包含多个管和/或多个管束。在任何情况下，蒸汽制冷剂离开蒸发器38并通过抽吸管线返回到压缩机32以完成循环。
26.图4是具有并入在冷凝器34和膨胀装置36之间的中间回路64的蒸汽压缩系统14的示意图。中间回路64可以具有直接以流体方式连接到冷凝器34的入口管线68。在其它实施例中，入口管线68可以间接以流体方式联接到冷凝器34。如图4所示出的实施例中所展示，入口管线68包含位于中间容器70上游的第一膨胀装置66。在一些实施例中，中间容器70可以是闪蒸罐(例如，闪蒸中间冷却器)。在其它实施例中，中间容器70可被配置成“热交换器”或“表面节能器”。在图4所示出的实施例中，中间容器70被用作闪蒸罐，并且第一膨胀装置66被配置成降低从冷凝器34接收的(例如，膨胀)液体制冷剂的压力。在膨胀过程期间，一部分液体可能会汽化，因此中间容器70可以用于将蒸汽与从第一膨胀装置66接收的液体分离。另外，由于液体制冷剂在进入中间容器70时经历的压力降(例如，由于进入中间容器70时经历的体积快速增加)，中间容器70可以实现液体制冷剂的进一步膨胀。中间容器70中的蒸汽可以由压缩机32汲取穿过压缩机32的抽吸管线74。在其它实施例中，中间容器中的蒸汽可以被汲取到压缩机32的中间级(例如，非抽吸级)。由于膨胀装置66和/或中间容器70中发生的膨胀，在中间容器70中收集的液体可以具有比离开冷凝器34的液体制冷剂更低的焓。接着，来自中间容器70的液体可以在管线72中流过第二膨胀装置36到蒸发器38。
27.如上所述，图1-4的蒸汽压缩系统14中使用的电机50可在操作期间发热，且相应地使用从蒸汽压缩系统14的相对高压力部分(例如冷凝器34)导引的制冷剂整体上冷却。为了有助于说明，图5是将制冷剂循环到电机50以使电机50冷却的混合式冷却系统100的实施例
的示意图。如上文所描述，主制冷剂回路102循环地导引制冷剂穿过彼此串联联接的压缩机32、冷凝器34、膨胀装置36和蒸发器38。如本文中所使用，主制冷剂回路102的高压力侧104在压缩机32的出口和膨胀装置36的入口之间延伸。混合式冷却系统100的所示出的实施例包含电机冷却回路106(例如，冷却制冷剂回路)，其导引来自主制冷剂回路102的高压力侧104的多个部分的制冷剂以使电机50冷却。如本文所描述，混合式冷却系统100实施导引穿过相应入口端口到电机50中的制冷剂蒸汽与制冷剂液体的组合，以有效地使电机50内的组件(例如，定子、转子和/或轴承)冷却。首先参考制冷剂蒸汽从冷凝器34转向到电机冷却回路106来论述混合式冷却系统100，但将理解，制冷剂蒸汽或者可从压缩机32的排出口、上文所论述的中间容器70，或蒸汽压缩系统14的另一合适的高压力源转向。
28.在所示出的实施例中，电机冷却回路106将制冷剂蒸汽从冷凝器34的顶部部分110沿着电机冷却回路106的蒸汽管道112导引到电机50的壳体中。举例来说，出口端口可穿过冷凝器34的壳层形成以使其中的高压力制冷剂蒸汽能够离开壳层并进入蒸汽管道112。尽管指示为冷凝器34的顶部部分110，但应理解，制冷剂蒸汽可从冷凝器34的壳层的任何合适的位置汲取。相对于沿着蒸汽管道112的制冷剂流，第一阀114(例如，蒸汽控制阀)可沿着蒸汽管道112安置在冷凝器34的下游。第一阀114操作以调整沿着电机冷却回路106从冷凝器34导引到电机50的制冷剂蒸汽的量。
29.此外，为了增补制冷剂蒸汽，电机冷却回路106将离开冷凝器34的制冷剂液体的一部分导引到电机50的壳体。举例来说，第一三通120(例如，三向阀)可将制冷剂液体的一部分从主制冷剂回路102分流到电机冷却回路106的液体管道122。此外，相对于沿着液体管道122的制冷剂流，第二阀124(例如，液体控制阀)可沿着液体管道122安置在冷凝器34的下游。当前实施例的液体管道122包含单个管道入口和两个管道出口。应理解，可沿着液体管道122包含任何合适的控制装置(例如，阀)以使混合式冷却系统100能够控制离开两个管道出口的制冷剂液体的相对流量。实际上，在其它实施例中，第二阀124可用两个阀替代，所述两个阀中的每一阀被设计成控制来自液体管道122的相应管道出口的制冷剂液体流量。
30.阀114、124可各自为被动地或主动地控制穿过其中的制冷剂流量的任何合适的阀，例如固定孔口阀、可变孔口阀、球阀、蝶阀、闸阀、截止阀、隔膜阀和/或另一合适的阀。在一些实施例中，阀114、124中的一个或这两者联接到控制面板40，下文称为控制器40。举例来说，控制器40可例如基于由传感器126(例如，温度传感器)监测的电机50的温度调整阀114、124的相应位置以控制穿过电机冷却回路106的管道112、122的制冷剂的流量。在一些实施例中，混合式冷却系统100的控制器40可个别地调整制冷剂蒸汽相对于制冷剂液体的流量。举例来说，控制器40可响应于确定电机50的温度低于预定义阈值而相对于制冷剂液体的流量增加制冷剂蒸汽的流量(例如，经由调整阀114、124)，借此升高电机50的温度。或者，控制器40可响应于确定电机的温度高于预定义阈值而相对于制冷剂液体的流量减小制冷剂蒸汽的流量。在一些实施例中，可基于蒸汽压缩系统14的预期或经调度操作手动地控制阀114、124。或者，在相应管道112、122具有适于基于蒸汽压缩系统14的操作调节沿着电机冷却回路106的制冷剂的流量的大小(例如，直径、固定孔口大小)的情形中，可省略阀114、124中的一个或这两者。
31.如下文所论述，混合式冷却系统100因此经由两个液体入口端口130将制冷剂液体导引到电机50的壳体中，并且还经由蒸汽入口端口132将制冷剂蒸汽导引到电机50的壳体
中。在一些实施例中，液体入口端口130彼此串联联接，使得制冷剂液体的初始流被导引到液体入口端口130中的上游液体入口端口，然后制冷剂液体的后续流被导引到液体入口端口130中的下游液体入口端口。蒸汽入口端口132相对于电机50的纵向轴线140定位于液体入口端口130之间，借此使单个制冷剂蒸汽流能够与两个制冷剂液体流交互。混合式冷却系统100因此使制冷剂流彼此以及与电机50的任何合适的组件(例如，定子、转子和/或轴承)成热交换关系。相应地，制冷剂从电机50吸收热能(例如，热量)以降低电机50的温度，同时减少或防止电机50的壳体的过冷却。经升温的制冷剂接着从电机50经由电机冷却回路106的返回管道142导引回到主制冷剂回路102，从而使经升温的制冷剂能够流入蒸发器38中。在一些实施例中，返回管道142经由第二三通144或三向阀联接到主制冷剂回路102，但可利用任何其它合适的连接装置。如在本文中所提及，电机冷却回路106因此包含到主制冷剂回路的三个连接点：制冷剂蒸汽入口150(对应于冷凝器34的顶部部分110)、制冷剂液体入口152(对应于第一三通120)，以及制冷剂出口154(对应于第二三通144)。
32.在一些实施例中，电机冷却回路106包含流生成装置，例如泵、喷射器、压缩机，或促进穿过电机冷却回路106的相应制冷剂流的另一合适的装置。在其它实施例中，制冷剂经由电机50上游和电机50下游的制冷剂之间的压力差行进穿过电机冷却回路106的相应管道112、122。举例来说，由于膨胀装置36所导致的压力降，从冷凝器的顶部部分110转向的制冷剂蒸汽的压力和/或离开冷凝器34的制冷剂的压力可大于进入蒸发器38的制冷剂的压力。
33.图6是从蒸汽压缩系统14的压缩机排放部分170接收制冷剂蒸汽的混合式冷却系统100的另一实施例的示意图。在所示出的实例中，电机冷却回路106包含使离开压缩机32的制冷剂蒸汽的一部分转向的第三三通172。此外，蒸汽管道112在第三三通172和电机50的壳体的蒸汽入口端口132之间延伸。第一阀114可沿着蒸汽管道112安置以使控制器40能够调整沿着蒸汽管道112的制冷剂蒸汽的流量。制冷剂蒸汽可因此结合来自冷凝器34的制冷剂液体使电机50冷却，如上文所论述。如此，从主制冷剂回路102到电机冷却回路106的连接点包含第三三通172作为制冷剂蒸汽入口150、第一三通120作为制冷剂液体入口152，以及第二三通144作为制冷剂出口154。
34.在其它实施例中，混合式冷却系统100可例如经由形成于压缩机32的壳体内的适当定位的出口端口使来自压缩机32的壳体的制冷剂蒸汽分流。此外，应理解，制冷剂蒸汽可从主制冷剂回路102的任何其它合适的高压力部分被导引到电机50的壳体(例如，相对于制冷剂流动方向在压缩机32和膨胀装置36之间延伸)。实际上，短暂回到图4，电机冷却回路106可使制冷剂蒸汽从可对应于闪蒸罐节能器的中间容器70分流到电机50。在此些实施例中，任何合适的三通和/或控制阀可包含于混合式冷却系统100内以实现制冷剂蒸汽的控制。此外，应理解，可从冷凝器34、压缩机32和/或中间容器70中的两个或更多个提供制冷剂蒸汽。举例来说，来自冷凝器34、压缩机32和中间容器70中的每一个的制冷剂蒸汽可沿着提供到电机50的共同蒸汽管道导引。另外或替代地，控制器40可操作任何合适的控制阀以使制冷剂蒸汽能够在第一时间周期期间从第一高压力蒸汽源以及在不同的第二时间周期期间从第二高压力蒸汽源提供到电机50。
35.记住混合式冷却系统100的以上整体操作，提供关于具有穿过其中导引制冷剂蒸汽和制冷剂液体两者的混合式冷却系统100的电机50的进一步论述。图7是具有混合式冷却系统100的电机50的横截面侧视图，其示出电机冷却回路106中的穿过电机50的制冷剂流路
径。如图7所示出的实施例中所展示，电机50包含壳体200，以及定子202、联接到轴杆206的转子204、套筒210和安置于壳体200中的轴承(例如，滚珠轴承、套筒轴承、磁性轴承、其它合适的轴承)。电机50的定子202可安置于套筒210内，使得套筒210周向地环绕定子202的径向朝外表面212的至少一部分(例如，相对于围绕电机50的纵向轴线140的周向轴线214)。在一些实施例中，套筒210由例如铝或非磁性金属等金属材料形成，其减少套筒210与随着转子204在定子202内旋转在转子204和定子202之间产生的电磁场之间的干扰。在其它实施例中，壳体200和定子202可形成为使得可从电机50省略套筒210。
36.在当前实施例中，环形腔220(例如，加热护套、冷却护套、蒸汽冷却护套)形成于壳体200和套筒210之间。环形腔220可以是在套筒210和壳体200之间周向地延伸的限定的体积，使得环形腔220邻近于壳体200和套筒210两者。如本文中认识到，蒸汽入口端口132联接在蒸汽管道112和环形腔220之间，从而使混合式冷却系统100能够将制冷剂蒸汽流222(例如，蒸汽流)导引到壳体200中并进入环形腔220以使电机50的壳体200、套筒210和定子202冷却。如上文所论述，被供应到壳体200的制冷剂蒸汽流222可以是上文相对于图4所论述从冷凝器34、压缩机32和/或中间容器70转向的制冷剂蒸汽。
37.在一些实施例中，环形腔220围绕套筒210的完整圆周延伸，这使制冷剂蒸汽流222能够在壳体200和套筒210的完整圆周之间传递热量。环形腔220以流体方式联接到径向(例如，沿着径向轴230)延伸穿过定子202的中心部分232(例如，定子202的层压堆叠)的泄放槽226的上游端224。举例来说，任何合适数目的开口(例如，钻凿孔、径向开口)可形成于套筒210内以使环形腔220能够以流体方式联接到泄放槽226。在一些实施例中，套筒210的每一径向开口可径向居中或与多个泄放槽226的相应泄放槽226对准，以使制冷剂蒸汽流222能够进入所述多个泄放槽226。在任何情况下，所述一个或多个泄放槽226的下游端234可以流体方式联接到形成于定子202和转子204之间的间隙240(例如，气隙、环形间隙)。
38.如此，混合式冷却系统100包含穿过壳体200的蒸汽流路径242，其使制冷剂蒸汽流222能够填充环形腔220，沿着泄放槽226行进，且行进到间隙240中。制冷剂蒸汽流222可因此从壳体200、定子202和转子204吸收热能。泄放槽226因此使制冷剂蒸汽流222能够维持壳体200内的组件的温度，这可进一步增强电机50的效率。蒸汽流路径242从间隙240延伸到壳体200中的第一腔250(例如，相对于制冷剂流动方向252的下游腔)，此将制冷剂蒸汽流222导向出自壳体200的通气口254以及导向蒸发器38。随着制冷剂沿着离开路径从定子202朝向通气口254流动。制冷剂蒸汽流222(和/或下文论述的经蒸发的制冷剂蒸汽流)还可接触并吸收来自转子204和/或壳体200中的轴承的热量。
39.此外，因为制冷剂蒸汽流222与壳体200接触而填充环形腔220，制冷剂蒸汽流222有效地维持壳体200的目标温度范围，将壳体200的温度降低到可能导致外部冷凝物生成的露点以下的可能性减小(例如，相对于液体制冷剂冷却)。也就是说，环形腔220内的制冷剂蒸汽流222可充当加温或加热护套，其在某些情形下将壳体200的温度升高到原本会导致壳体200的外表面256上形成冷凝物的露点以上。此外，相比于可沿着泄放槽导引制冷剂液体的冷却系统，当前公开的混合式冷却系统100提供沿着间隙240的制冷剂蒸汽的较高流率，借此实现具有减少的淤塞、减少的气隙风阻损失和改进的温度分布的更高效的冷却。此外，沿着蒸汽流路径242行进的制冷剂蒸汽流222可扩增(例如，增补)从第二液体入口端口262提供且穿过间隙240的经蒸发或闪蒸的制冷剂液体的流量以实现靶向冷却，而不会过冷，过
冷可能导致壳体200的冷凝，如本文所论述。如上所述，可从冷凝器34、压缩机32和/或中间容器70提供制冷剂蒸汽流222。
40.实际上，如所示出，混合式冷却系统100可将例如来自冷凝器34的制冷剂液体等制冷剂液体经由液体入口端口130的第一液体入口端口260和/或第二液体入口端口262导引到壳体200中。如所提到，在蒸汽入口端口132的任一横向侧上(例如，相对于纵向轴线140)穿过壳体200形成液体入口端口130，使得制冷剂蒸汽流222与穿过两个液体入口端口130提供的制冷剂液体的蒸发流交互或混合。在一些实施例中，第一液体入口端口260将第一制冷剂液体流264(例如，第一液体流)导引到第一环形区266中，所述第一环形区在电机50的第一端270(例如，对应于定子202的第一轴向端的相对驱动端)处环绕定子202。类似地，第二液体入口端口262将第二制冷剂液体流274(例如，第二液体流)导引到第二环形区276中，所述第二环形区在电机50的第二端278(例如，对应于定子202的第二轴向端的驱动端)处环绕定子202。在一些实施例中，环形空间266、276可形成于壳体200内邻近于套筒210，使得环形空间266、276至少部分环绕套筒210和定子202。举例来说，环形空间266、276可定位于沿着电机50的长度的对应于液体入口端口260、262的位置处，所述液体入口端口可分别定位于电机50的第一端270(例如，相对驱动端、第一轴向端)和电机50的第二端272(例如，驱动端、第二轴向端)处。
41.在一些实施例中，制冷剂液体流264、274串联提供到壳体200，使得第二制冷剂液体流274被导引或提供到壳体200且填充第二环形区276。随后，因为第二环形区276整体上被填充。所以混合式冷却系统100可将第一制冷剂液体流264导引或提供到第一环形区266。在其它实施例中，制冷剂液体流264、274可并联提供到壳体200。在任一情况下，在分别填充环形空间266、276之后，制冷剂液体流264、274可接着经由围绕环形空间266、276中的每一个周向地间隔的开口连续地排放，使得制冷剂液体流264、274从环形空间266、276的开口径向朝内行进且接触定子202的绕组。应理解，随着制冷剂液体流264、274通过开口，混合式冷却系统100可连续地填充环形空间266、276以实现连续冷却。在一些实施例中，从第一环形区266排放的第一制冷剂液体流264可从定子202吸收大量的热量且变换为流经壳体200的第一腔250的第一经蒸发的制冷剂蒸汽流280(例如，第一经蒸发的蒸汽流，初始作为液体提供到壳体200的流)。第一经蒸发的制冷剂蒸汽流280可因此与第一腔250内的制冷剂蒸汽流222混合，然后排放回到主制冷剂回路102。相应地，第一经蒸发的制冷剂蒸汽流280可与制冷剂蒸汽流222汇合且从第一腔250行进并到达蒸发器38。
42.此外，从第二环形区276排放的第二制冷剂液体流274可类似地从定子202吸收大量的热量且变换为第二经蒸发的制冷剂蒸汽流282(例如，第二经蒸发的蒸汽流，初始作为液体提供到壳体200的流)。第二经蒸发的制冷剂蒸汽流282可行进穿过壳体200的第二腔284(例如，上游腔、由第一腔250和第二腔284限定的主腔的上游部分)且朝向间隙240的上游端行进。第二经蒸发的制冷剂蒸汽流282的全部或一部分可因此沿着间隙240的全长290沿着纵向轴线140行进，以与间隙240内的制冷剂蒸汽流222混合。换句话说，第二经蒸发的制冷剂蒸汽流282可穿越间隙的全长290，而制冷剂蒸汽流222穿越泄放槽226和间隙240的下游端之间限定的间隙240的部分长度292。因为制冷剂蒸汽流222从间隙240的上游端和下游端之间的泄放槽226进入间隙240，所以制冷剂蒸汽流222可扩增第二经蒸发的制冷剂蒸汽流282，同时均衡转子204和定子202之间的温度分布。接着，第二经蒸发的制冷剂蒸汽流
282可随第一经蒸发的制冷剂蒸汽流280和制冷剂蒸汽流222一起行进穿过第一腔250并离开通气口254。
43.实际上，因为制冷剂液体流264、274可由从电机50的部分吸收的热能蒸发，所以用中间供应的制冷剂蒸汽流222扩增或增补制冷剂液体流264、274可使转子204和定子202的温度稳定，从而阻止潜在的过冷或电机50内冷点的形成。混合式冷却系统100还可缓解在壳体200中包含使制冷剂液体流264、274的未蒸发部分能够返回到主制冷剂回路102的排液装置的需求，借此减小电机50的复杂性。此外，相比于将制冷剂蒸汽直接注入到间隙240，混合式冷却系统100将制冷剂蒸汽流222经由泄放槽226提供到间隙240，这更高效且可靠，同时还与制冷剂液体流264、274更自然地合并。
44.图8是电机50的混合式冷却系统100的入口端口132、260、262的经扩展部分横截面侧视图。如所示出，环形空间266、276使用密封件302(例如，o形环、硅酮、密封剂)密封在套筒210和壳体200的表面300之间。如此，可阻止制冷剂液体流264、274在从相应液体入口端口260、262流入相应环形空间266、276之前泄漏到腔250、284或环形腔220中。如上文所论述，环形空间266、276可各自包含穿过套筒210的主体309限定的若干开口308。开口308可围绕环形空间266、276间隔以朝向定子202导引制冷剂液体流264、274并自其吸收热量。
45.此外，蒸汽入口端口132联接到在壳体200和套筒210之间延伸的环形腔220。蒸汽入口端口132可具有用于使制冷剂蒸汽流222能够进入壳体200的任何合适的大小。举例来说，在一些实施例中，蒸汽入口端口132具有大于液体入口端口130的直径312的直径310以使制冷剂蒸汽流222能够行进穿过其中。可穿过套筒210的主体309形成若干开口314(例如，径向开口、径向孔)以将环形腔220以流体方式联接到穿过定子202限定的泄放槽226(或多个泄放槽226)。举例来说，可穿过套筒210和定子202形成2、3、4、5、10，20个或更多个开口314和相应的泄放槽226。在其它实施例中，混合式冷却系统100可包含将环形腔220联接到单个泄放槽226的单个开口314。在任何情况下，制冷剂蒸汽流222可选择性地导引穿过泄放槽226且穿过上文所论述的间隙240以促进有效的电机冷却。
46.应理解，蒸汽入口端口132可定位于壳体200内的另一合适的位置中，例如与泄放槽226对准，或者在液体入口端口260、262中的一个的相对侧上，其中流体管道将蒸汽入口端口132连接到环形腔220。此外，环形腔220可包含任何合适的形状，例如具有直角而非所示出的平滑边缘320的形状。此外，在其它实施例中，环形腔220可包含泄放槽226上方的中心高度322(例如，径向高度)，其不同于(而非等于)环形腔220的边缘部分326处的远侧高度324。
47.如上文所阐述，本公开可提供可用于例如驱动蒸汽压缩系统14的压缩机32的操作的电机50等密闭式电机的冷却的一个或多个技术效果。本公开的实施例可包含混合式冷却系统100，其将制冷剂蒸汽流222导引到电机50的壳体200和环绕电机50的定子202的套筒210之间限定的环形腔220。制冷剂蒸汽流222可径向行进穿过套筒210中的开口314以进入穿过定子202限定的泄放槽226。接着，制冷剂蒸汽流222可沿着电机的定子202和转子204之间限定的间隙240纵向行进。此外，混合式冷却系统100可将制冷剂液体流264、274导引到壳体200和电机50之间限定的轴向环绕环形腔220的相应环形空间266、276。制冷剂液体流264、274通过从定子202传递的热量蒸发，从而生成穿越壳体200内的腔250、284同时由其中的制冷剂蒸汽流222扩增的相应经蒸发的制冷剂蒸汽流280、282。因此，混合式冷却系统100
能够降低转子204的温度且使整个定子202中的温度分布更均匀，同时将电机50的壳体200维持在露点以上的温度以阻止冷凝物形成。说明书中的技术效果和技术问题仅为实例而非限制性的。应注意，说明书中描述的实施例可具有其它技术效果且可解决其它技术问题。
48.当介绍本公开的各种实施例的要素时，冠词“一”和“所述”旨在表示存在所述要素中的一个或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在为包含性的并且意味着可以存在除所列要素之外的额外要素。另外，应理解，引用本公开的“一个实施例”或“一实施例”并非意图解释为排除也并入有所叙述特征的额外实施例的存在。
49.虽然仅已经说明和描述了某些特征和实施例，但是所属领域的技术人员可以在不实质上脱离权利要求书中叙述的主题的新颖教示和优点的情况下进行许多修改和改变(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数(例如，温度、压力)的值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化)。任何过程或方法步骤的次序或顺序可根据替代实施例变化或再定序。因此，应理解，所附权利要求书既定涵盖如落在本公开的真实精神内的所有此类修改和改变。此外，为了提供示例性实施例的简洁描述，可能未描述实际实施方案的全部特征(即，与实行本公开的目前审慎考虑的最佳模式不相关的那些特征，或与实现所要求的公开不相关的那些特征)。应了解，在此些实际实施方案的开发中，如同在任何工程或设计项目中，可以作出许多实施方案特定的决策。此开发努力可能是复杂且耗时的，然而将是从本公开获益的一般技术人员从事的设计、制作和制造的惯例，而无需过度的实验。