具有至少两个驱动电动机的涡轮压缩系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有用于驱动电动机的冷却系统以高效冷却至少两个驱动电动机的涡轮压缩系统，更具体地，涉及一种包括用于高速电动机的直接驱动涡轮压缩器的涡轮压缩系统。根据本发明的一个实施方式的具有至少两个驱动电动机的涡轮压缩系统包括：彼此分离地设置的第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮；旋转驱动该第一叶轮、该第二叶轮和该第三叶轮的至少两个驱动电动机；以及同时冷却该至少两个驱动电动机的一个冷却叶轮，其中该冷却叶轮连接到该至少两个驱动电动机的一个旋转轴以旋转。然而，根据本发明另一实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统还可包括：风扇电动机，其与该两个或多个驱动电动机分离地设置并且被设置为使该冷却叶轮旋转。
【专利说明】具有至少两个驱动电动机的涡轮压缩系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，更具体地，该涡轮压缩系统具有用于对无齿轮型涡轮压缩机中的两个或多个驱动电动机进行高效冷却的电动机冷却系统。
【背景技术】
[0002]本部分提供与本发明相关的背景信息，其不一定是现有技术。
[0003]一般地，传统涡轮压缩机是一种用于压缩气体(例如，空气或制冷剂)的装置。该传统涡轮压缩机的特征在于其排放压力非常高。
[0004]US 6，398，517公开了一种具有无齿轮型涡轮压缩机的双级涡轮压缩系统，以及US 7，044，718公开了一种具有双涡轮压缩机的三级涡轮压缩系统，该系统不仅通过使用两个高速驱动电动机实现三级压缩，而且通过与第一驱动电动机联接(couple)的第一级叶轮以及与第二驱动电动机联接的第二级叶轮和第三级叶轮来提高压缩效率。
[0005]在传统涡轮压缩机系统中，对高速驱动电动机进行冷却的冷却系统已经被安装，并且具有涡轮压缩机的三级涡轮压缩系统已配备有两个或多个冷却叶轮。也就是说，两个或多个冷却叶轮可以将热量排放到压缩气体的第一驱动电动机和第二驱动电动机的外部，该两个或多个冷却叶轮被分别连接到独立的冷却电动机并且旋转。
[0006]然而，用于该三级涡轮压缩系统的传统冷却系统需要配备额外的两个或多个冷却叶轮和用于冷却叶轮的旋转驱动的冷却电动机。这导致使得冷却系统的结构复杂、增加了生产成本以及具有针对安装的空间限制的一些问题。
[0007]同时，除此之外，还公开了该系统通过使用一些压缩气体来冷却驱动电动机，以便提高驱动电动机的冷却效率。但是，这也导致了涡轮压缩系统的整体效率降低的问题。
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]本发明的目的是提供一种具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，可以保持该两个或多个驱动电动机的优异的冷却效率，并且该两个或多个驱动电动机的结构简单。
[0010]技术方案
[0011]根据本发明的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的一方面包括:分离地设置的第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮；使所述第一叶轮、所述第二叶轮和所述第三叶轮当中的至少一个旋转的两个或多个驱动电动机；以及单独设置的并且同时冷却所述两个或多个驱动电动机的冷却叶轮。
[0012]该冷却叶轮可被连接到所述两个或多个驱动电动机中的一个的旋转轴并且转动。
[0013]该冷却叶轮可被直接连接到所述两个或多个驱动电动机中的一个的旋转轴。
[0014]该冷却叶轮可配备有轴流型叶轮。
[0015]所述具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统还可以包括:风扇电动机，该风扇电动机使冷却叶轮旋转并且与所述两个或多个驱动电动机分离地设置。
[0016]所述两个或多个驱动电动机可以包括:第一电动机，该第一电动机与该第一电动机两侧的第一叶轮和第二叶轮连接；以及第二电动机，该第二电动机与该第二电动机一侧的第三叶轮和该第二电动机另一侧的冷却叶轮连接。
[0017]所述具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统还可包括:在顺序经过第一电动机和第二电动机中的一个和另一个之后连接到冷却叶轮中的冷却流路径。
[0018]所述具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统还可以包括:分别经过第一电动机和第二电动机、合并、然后连接到冷却叶轮中的冷却流路径。
[0019]所述具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统还可以包括:所述两个或多个驱动电动机，其包括第一电动机和第二电动机，该第一电动机与该第一电动机两侧的第一叶轮和第二叶轮连接，该第二电动机与该第二电动机一侧的第三叶轮连接；以及冷却流路径，该冷却流路径在顺序经过第一电动机和第二电动机中的一个和另一个之后连接到所述冷却叶轮中。
[0020]所述冷却叶轮可配备有轴流型叶轮。
[0021]有益效果
[0022]根据本发明的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的一方面可具有以下优点:保持用于冷却所述两个或多个驱动电动机的冷却系统的优异冷却效率。
[0023]根据本发明的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的一方面还可具有以下优点:使冷却系统的结构简单并紧凑，以解决针对安装的空间限制，并降低冷却系统的生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是根据本发明的第一实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的视图；
[0025]图2是根据本发明的第二实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的视图；以及
[0026]图3是根据本发明的第三实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的视图。
【具体实施方式】
[0027]在下文中，将参照附图描述根据本发明的涡轮压缩系统的各种实施方式。
[0028]图1是根据本发明的第一实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的视图。
[0029]参照图1，根据本发明第一实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统包括:第一叶轮10、第二叶轮20、第三叶轮30、包括第一电动机40和第二电动机50的驱动电动机、以及冷却叶轮60。
[0030]所述第一叶轮10连接到布置在所述第一电动机40 —侧的旋转轴41且旋转，以及第二叶轮20连接到布置在第一电动机40另一侧的旋转轴42且旋转。
[0031]在这种情况下，中间冷却器99可安装在所述第一叶轮10和所述第二叶轮20之间。
[0032]此外，所述第三叶轮30连接到布置在所述第二电动机50 —侧的旋转轴51且旋转。
[0033]在所述第一叶轮10中流动的气体被压缩，并且穿过所述第二叶轮20通过所述第三叶轮30排出。
[0034]所述冷却叶轮60连接到布置在所述第二电动机50另一侧的旋转轴52且旋转。在这种情况下，所述冷却叶轮60与连接到所述第二电动机50的所述第三叶轮30同轴旋转。因此，通过将该冷却叶轮60连接到布置在所述第二电动机50另一侧的旋转轴52，而不需要用于所述冷却叶轮60的任何单独的驱动装置。因此，可降低冷却系统的生产成本。
[0035]此外，由于该冷却叶轮60的旋转速度可根据所述第二电动机50的旋转速度调节，所以不另外需要用于调节该冷却叶轮60的旋转速度的任何逆变器(inverter)。因此，可降低该冷却系统的生产成本，并且还可在部分负荷运转时节省能量。
[0036]在此情况下，由于所述第二电动机50的旋转速度非常高，所以希望所述冷却叶轮60配备有轴流型叶轮。
[0037]同时，由于所述第一叶轮10和所述第二叶轮20与所述第一电动机40连接在一起，所以根据本实施方式的涡轮压缩系统完全可用作低压压缩系统，并且生产率也可被提尚O
[0038]此外，根据本发明第一实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统可通过使用一个冷却叶轮60冷却多个驱动电动机。
[0039]也就是说，冷却流路径70被配置成连通所述第一电动机40和所述第二电动机50，并且所述冷却叶轮60促使冷却空气的强制循环流进入到该冷却流路径70中。
[0040]因此，在所述冷却流路径70 —侧流动的冷却空气冷却所述第一电动机40，且穿过该第一电动机40，然后在冷却空气顺序经过该冷却流路径70并冷却所述第二电动机50之后，通过所述冷却叶轮60排出到外部。
[0041]图2是根据本发明第二实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的视图。
[0042]参照图2，根据本发明第二实施方式的三级涡轮压缩系统包括:第一叶轮10、第二叶轮20、第三叶轮30、包括第一电动机40和第二电动机50的驱动电动机、以及冷却叶轮
60 ο
[0043]所述第一叶轮10连接到布置在所述第一电动机40 —侧的旋转轴41且旋转，所述第二叶轮20连接到布置在所述第二电动机50 —侧的旋转轴51且旋转，以及所述第三叶轮30连接到布置在所述第一电动机50另一侧的旋转轴52且旋转。在此情况下，中间冷却器99可安装在所述第二叶轮20和所述第三叶轮30之间。
[0044]在所述第一叶轮10中流动的气体被压缩，并经过所述第二叶轮20通过所述第三叶轮30被排出。在此情况下，附加的中间冷却器98可安装在所述第一叶轮10和所述第二叶轮20之间。
[0045]所述冷却叶轮60连接到布置在所述第一电动机40另一侧的旋转轴42且旋转。在此情况下，该冷却叶轮60与连接到所述第一电动机40的所述第一叶轮10同轴转动。
[0046]因此，通过将所述冷却叶轮60连接到布置在所述第一电动机40另一侧的旋转轴42，而不需要用于所述冷却叶轮60的任何单独的驱动装置。所以，可降低冷却系统的生产成本。
[0047]此外，由于该冷却叶轮60的旋转速度可根据所述第一电动机40的旋转速度调节，所以不另外需要用于调节该冷却叶轮60的旋转速度的任何逆变器。因此，可降低该冷却系统的生产成本，并且还可在部分负荷运转时节省能量。
[0048]在此情况下，因为所述第一电动机40的旋转速度非常高，所以希望所述冷却叶轮60配备有轴流型叶轮，并且由于该第一叶轮的每分钟转数(RPM)相对较低，所以在该第一叶轮10和该冷却叶轮60与所述第一电动机40设置在一起的情况下，可得到更好的冷却效率。
[0049]此外，根据本发明的第一实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统可通过使用一个冷却叶轮60冷却多个驱动电动机。
[0050]也就是说，第一吸入流路径(intake flow path) 71可配备第一电动机40以吸入冷却空气，并且第二吸入流路径72可配备第二电动机50以吸入冷却空气，然后该第一吸入流路径71和该第二吸入流路径72合并，并且连接到分支流路径73，该分支流路径73连接到所述冷却叶轮60。
[0051]因此，通过所述冷却叶轮60流入所述第一电动机40的冷却空气在顺序经过第一吸入流路径71和分支流路径73之后通过该冷却叶轮60排出到外部，并且通过所述冷却叶轮60流入所述第二电动机50的冷却空气在顺序经过第二吸入流路径72和分支流路径73之后通过该冷却叶轮60排出到外部。也就是说，流入所述第一吸入流路径71 —侧的冷却空气冷却所述第一电动机40并且随后被排出，流入所述第二吸入流路径72 —侧的冷却空气冷却所述第二电动机50并且随后被排出。由于如上所述的分离的吸入结构，使得冷却效率变得更好。
[0052]图3是根据本发明第三实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的视图。
[0053]参照图3，除了如上所述的根据本发明第一实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统的元件以外，根据本发明第三实施方式的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统还包括用于使所述冷却叶轮60旋转的风扇电动机80。在下文中，以上提到过的相同元件的说明将被省略。
[0054]在本实施方式中，该冷却叶轮60不连接到驱动电动机，而是连接单独设置的风扇电动机80，以免对涡轮压缩机的性能产生不良影响并且通过使用一个冷却叶轮60冷却多个电动机来降低生产成本。
[0055]如上述提及的三级涡轮压缩机的描述已经通过有限实施方式的示例所给出，以清楚地理解所公开的技术思想，但并不限于此，而是可应用于知晓属于下面公开的技术思想的【技术领域】中的常规知识的人员能够预先推断出的实施方式。
【权利要求】
1.一种具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，该涡轮压缩系统包括: 分离地设置的第一叶轮、第二叶轮以及第三叶轮； 使所述第一叶轮、所述第二叶轮和所述第三叶轮当中的至少一个旋转的两个或多个驱动电动机；以及 单独设置的并且同时冷却所述两个或多个驱动电动机的冷却叶轮。
2.根据权利要求1所述的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，其中，所述冷却叶轮连接到所述两个或多个驱动电动机中的一个的旋转轴且旋转。
3.根据权利要求2所述的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，其中，所述冷却叶轮直接连接到所述两个或多个驱动电动机中的一个的旋转轴。
4.根据权利要求2所述的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，其中，所述冷却叶轮配备有轴流型叶轮。
5.根据权利要求1所述的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，该涡轮压缩系统还包括:风扇电动机，该风扇电动机使所述冷却叶轮旋转并且与所述两个或多个驱动电动机分尚地设置。
6.根据权利要求2所述的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，其中所述两个或多个驱动电动机包括:第一电动机，该第一电动机与该第一电动机两侧的第一叶轮和第二叶轮连接；以及第二电动机，该第二电动机与该第二电动机一侧的第三叶轮和该第二电动机另一侧的冷却叶轮连接。
7.根据权利要求6所述的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，该涡轮压缩系统还包括:冷却流路径，其在顺序经过所述第一电动机和所述第二电动机中的一个和另一个之后连接到所述冷却叶轮中。
8.根据权利要求6所述的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，该涡轮压缩系统还包括:分别经过所述第一电动机和所述第二电动机、合并、然后连接到所述冷却叶轮中的冷却流路径。
9.根据权利要求5所述的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，该涡轮压缩系统还包括: 所述两个或多个驱动电动机，其包括第一电动机和第二电动机，该第一电动机与该第一电动机两侧的所述第一叶轮和所述第二叶轮连接，该第二电动机与该第二电动机一侧的所述第三叶轮连接；以及 冷却流路径，该冷却流路径在顺序经过所述第一电动机和所述第二电动机中的一个和另一个之后连接到所述冷却叶轮中。
10.根据权利要求9所述的具有两个或多个驱动电动机的涡轮压缩系统，其中，所述冷却叶轮配备有轴流型叶轮。
【文档编号】F04D29/58GK104487713SQ201380027377
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年5月27日 优先权日:2012年5月25日
【发明者】李宪锡 申请人:韩国Turbo机械株式会社