(57)【要約】  高速の駆動モーター直結駆動方式のターボ圧縮機で構成されるターボ圧縮システムにおいて、２以上の駆動モーターを冷却させる駆動モーターの冷却システムを有するターボ圧縮システムを提供する。  本発明の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、互いに独立して備えられる第１インペラ、第２インペラ及び第３インペラ、第１、２、３インペラの内の少なくとも１つを回転駆動させる２以上の駆動モーター、及び２以上の駆動用モーターを同時に冷却させる１つの冷却用インペラ、を含む。ここで、冷却用インペラは、２以上の駆動モーターの内のいずれか１つの回転軸に接続されて回転されるように備えることができる。これとは異なり、本発明の他の例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、２以上の駆動モーターと独立に備われ、冷却用インペラを回転するためのファンモーターをさらに備えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互に独立して備えられる第１インペラ、第２インペラ及び第３インペラ、
前記第１、２、３インペラの内の少なくとも１つを回転駆動させる２以上の駆動モーター、及び
前記２以上の駆動用モーターを同時に冷却させる１つの冷却用インペラ、を含むことを特徴とする２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【請求項２】
前記冷却用インペラは、前記２以上の駆動モーターの内のいずれか１つの回転軸に接続して回転されることを特徴とする請求項１に記載の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【請求項３】
前記冷却用インペラは、前記２以上の駆動モーターの内のいずれか１つの回転軸に直結されることを特徴とする請求項２に記載の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【請求項４】
前記冷却用インペラは、軸流型インペラで備えられることを特徴とする請求項２に記載の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【請求項５】
請求項１において、
前記２以上の駆動モーターと独立に備えられ、前記冷却用インペラを回転するためのファンモーターがさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【請求項６】
前記２以上の駆動モーターは、前記第１インペラと第２インペラが両側に接続される第１モーターと、前記第３インペラが一側に接続され、他側に前記冷却用インペラが接続される第２モーターで構成されることを特徴とする請求項２に記載の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【請求項７】
前記第１モーター及び第２モーターの内のいずれか一方と他方を順次に経由し、順にそれぞれを冷却した後、前記冷却用インペラに流入されるモーター冷却配管をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【請求項８】
前記第１モーター及び第２モーターをそれぞれ経由し、それぞれを冷却した後、合流され、前記冷却用インペラに流入されるモーター冷却配管をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【請求項９】
前記２以上の駆動モーターは、前記第１インペラと第２インペラが両側に接続される第１モーターと、前記第３インペラが一側に接続される第２モーターで構成され、
前記第１モーター及び第２モーターを順次に経由し、それぞれを冷却した後、前記冷却用インペラに流入されるモーター冷却配管をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【請求項１０】
前記冷却用インペラは、軸流型インペラで備えられることを特徴とする２以上の請求項９に記載の駆動モーターを有するターボ圧縮システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムに係り、より詳しくは、高速の駆動モーター直結駆動方式のターボ圧縮機で構成されるターボ圧縮システムにおいて、効率的に２以上の駆動モーターを冷却させる駆動モーターの冷却システムを有するターボ圧縮システムに関する。
【０００２】
一般的に、ターボ圧縮機は、インペラの回転駆動により、空気、冷媒ガス等の機体を圧縮する装置として、比較的に吐出圧力が高く設定されることを特徴とする。
先に出願された米国登録特許ＵＳ６３９８５１７号には、２段直結型ターボ圧縮機を有するターボ圧縮システムに対する技術が開示されており、米国登録特許ＵＳ７０４４７１８号には、２つの高速駆動モーターを用いて３段圧縮を行うと共に、第１駆動モーターに１段インペラを設置し、第２駆動モーターに２、３段インペラを設置して圧縮効率を向上させた３段ターボ圧縮機を有するターボ圧縮システムが開示されている。
【０００３】
従来のターボ圧縮システムには、いずれも高速の駆動モーターを冷却する冷却システムが具備されており、３段ターボ圧縮機を含むターボ圧縮システムの場合、２つ以上の冷却用インペラを備えている。すなわち、２つ以上の冷却用インペラは、それぞれの冷却用モーターに接続され、回転することによって、空気の圧縮を行う駆動用第１駆動モーター及び第２駆動モーターで発生する熱を外部に放出する方式で冷却システムが具現される。
しかしながら、従来の３段ターボ圧縮機を含むターボ圧縮システムの冷却構造は、２つ以上の外付けの冷却用インペラ及び冷却用インペラを回転駆動するための冷却用モーターを別途に備えなければならない。このため、冷却システムの構造が複雑であり、原価が上昇し、体積が増加して設置空間上の制約を伴う等の問題があった。
一方、これに加えて、駆動モーターの冷却効率を向上させるため、吐出圧縮空気の一部を用いて駆動モーターを冷却する構造が開示されたことがあるが、これはターボ圧縮システムの全体効率を下げる問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来のターボ圧縮システムにおいて、駆動モーターの冷却構造の問題を解決するためになされたものであって、２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムにおいて、駆動モーターの冷却効率を優秀に維持すると共に、単純で、コンパクトに構成できる高速モーター直結駆動方式の２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の２以上駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、互い独立して備えられる第１インペラ、第２インペラ及び第３インペラ、第１、２、３インペラの内の少なくとも１つを回転駆動させる２以上の駆動モーター、及び２以上の駆動用モーターを同時に冷却させる１つの冷却用インペラ、を含むことを特徴とする。
【０００６】
ここで、冷却用インペラは、２以上の駆動モーターの内のいずれか１つの回転軸に接続して回転されることができる。
また、冷却用インペラは、２以上の駆動モーターの内のいずれか１つの回転軸に直結されることができる。
また、冷却用インペラは、軸流型インペラで備えられることができる。
【０００７】
一方、本発明の他の例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、２以上の駆動モーターと独立に備え、冷却用インペラを回転するためのファンモーターをさらに備えられることができる。
一方、本発明の一例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、２以上の駆動モーターが、第１インペラと第２インペラが両側に接続される第１モーターと第３インペラが一側に接続され、他側に冷却用インペラが接続される第２モーターで構成されることができる。
ここで、第１モーター及び第２モーターの内のいずれか一方と他方を順次経由し、順にそれぞれを冷却した後、冷却用インペラに流入するモーター冷却配管をさらに含むことができる。
また、第１モーター及び第２モーターをそれぞれ経由し、それぞれを冷却した後、合流し、冷却用インペラに流入するモーター冷却配管をさらに含むことができる。
【０００８】
一方、本発明の他の例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、２以上の駆動モーターが、第１インペラと第２インペラが両側に接続される第１モーターと、第３インペラが一側に接続される第２モーターで構成され、第１モーター及び第２モーターを順次経由して、それぞれを冷却した後、冷却用インペラに流入されるモーター冷却配管をさらに含むことができる。
ここで、冷却用インペラは、軸流型インペラで備えられることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムによると、２以上の駆動モーターを冷却させる冷却システムの効率を優秀に維持することができる。
また、冷却システムを、単純でコンパクトに構成することにより、設置空間の制約を減らすことができるメリットを有する。
さらに、冷却システムの原価を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムを図示した構成図である。
【図２】本発明の第２実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムを図示した構成図である。
【図３】本発明の第３実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムを図示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照して本発明による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムの多様な実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムを図示した構成図である。
図１を参照すると、本発明の第１実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、第１インペラ１０と、第２インペラ２０と、第３インペラ３０と、第１モーター４０と第２モーター５０で構成の駆動用モーター及び冷却用インペラ６０と、を備える。
【００１２】
第１インペラ１０は、第１モーター４０の一側回転軸４１に接続して回転し、第２インペラ２０は、第１モーター４０の他側回転軸４２に接続して回転する。この場合、第１インペラ１０と第２インペラ２０の間には、インタクーラ９９が設けることができる。同様に、第３インペラ３０は、第２モーター５０の一側回転軸５１に接続して回転される。第１インペラ１０を介して吸入される圧縮空気は、第２インペラ２０を通過して第３インペラ３０を介して吐出される。
【００１３】
また、冷却用インペラ６０は、第２モーター５０の他側回転軸５２に接続して回転する。この場合、冷却用インペラ６０は、第２モーター５０に接続された第３インペラ３０と同一軸で回転する。結局、冷却用インペラ６０を別途の駆動手段を利用せず、使用しない第２モーター５０の他側回転軸５２に設置することによって、原価を減らすことができる。
冷却用インペラ６０が圧縮機の回転速度に基づいて第２モーター５０と共に駆動されるので冷却用インペラ６０の速度調節が自動になされるため、追加のインバーター使用する必要がなくなり、このため、原価が減り、負荷時のエネルギーをさらに節約することができる。
【００１４】
この場合、圧縮機の回転速度は、非常に速いため、冷却用インペラ６０を軸流型で具現することが好ましい。
また、第１モーター４０に第１インペラ１０及び第２インペラ２０を設置して、自主的に３気圧の圧力を提供する低圧圧縮機となることによって、生産の効率性を向上させることができる。
さらに、本発明の第１実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、ただの一個の冷却用インペラ６０を用いて多数の駆動用モーターを冷却する。
【００１５】
すなわち、第１モーター４０と第２モーター５０の間には冷却用流路７０が形成され、冷却用インペラ６０は、冷却用流路７０の内部の冷却空気を強制に循環させるように構成される。
結局、冷却用流路７０の一側から吸入される冷却空気は、第１モーター４０を通過しながら第１モーター４０を冷却し、冷却用流路７０を経第２モーター５０を冷却した後、冷却用インペラ６０を介して外部に吐出される。
【００１６】
次に、図２は、本発明の第２実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムを図示した構成図である。
図２を参照すると、本発明の第２実施例による３段ターボ圧縮機は、第１インペラ１０と第２インペラ２０と第３インペラ３０と第１モーター４０と第２モーター５０で構成された駆動用モーター及び冷却用インペラ６０を備える。
【００１７】
第１インペラ１０は、第１モーター４０の一側回転軸４１に接続して回転される。
第２インペラ２０は、第２モーター５０の一側回転軸５１に接続して回転され、第３インペラ３０は、第２モーター５０の他側回転軸５２に接続して回転される。この場合、第２インペラ２０と第３インペラ３０の間にはインタクーラ９９が設置される。
【００１８】
第１インペラ１０を介して吸入される圧縮空気は、第２インペラ２０を通過して第３インペラ３０を介して吐出される。この場合、第１インペラ１０と第２インペラ２０の間にはインタクーラ９８を追加で設置することができる。
また、冷却用インペラ６０は、第１モーター４０の他側回転軸４２に接続して回転する。この場合、冷却用インペラ６０は、第１モーター４０に接続された第１インペラ１０と同一軸で回転する。
【００１９】
結局、冷却用インペラ６０を別途の駆動手段を利用せず、使用しない第１モーター４０の他側回転軸４２に設置することによって、原価を減らすことができる。
また、冷却用インペラ６０が圧縮機の回転速度により、第１モーター４０と共に駆動され、冷却用インペラ６０の速度調節が自動的になされるため、追加のインバーターを用いなくてもよく、原価が節減され、部分負荷時のエネルギーをさらに節約する。
【００２０】
この場合、圧縮機の回転速度は、非常に速いので、冷却用インペラ６０を軸流型で具現することが好ましい。この場合、第１インペラ１０の電線数が比較的に低いので第１モーター４０に第１インペラ１０及び冷却用インペラ６０を設置すると冷却効率をさらに向上させることができる。
また、本発明の第２実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、１つの冷却用インペラ６０を使用して多数の駆動用モーターを冷却することができる。
すなわち、第１モーター４０及び第２モーター５０には、それぞれ冷却空気を吸入するための第１吸入流路７１及び第２吸入流路７２が設置され、第１吸入流路７１と第２吸入流路７２がお互い接する地点で分岐され、冷却用インペラ６０側に接続される分岐流路７３が備えられる。
【００２１】
結局、冷却用インペラ６０は、第１モーター４０及び第２モーター５０を介してそれぞれ冷却空気を吸入して第１吸入流路７１と第２吸入流路７２及び分岐流路７３を介して冷却空気を強制に循環させて外部に吐出するように構成される。よって、第１吸入流路７１の一側から吸入される冷却空気は、第１モーター４０を冷却させ、第２吸入流路７２の一側から吸入される冷却空気は、第２モーター５０を冷却させた後、外部に吐出される。このような別途の冷却空気吸入構造を介して駆動用モーターの冷却効率をさらに向上させることができる。
【００２２】
一方、図３は、本発明の第３実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムを図示した構成図である。
図３を参照すると、本発明の第３実施例による２以上の駆動モーターを有するターボ圧縮システムは、前述の第１実施例と比較して冷却用インペラ６０を回転駆動させるファンモーター８０をさらに備える。本実施例においては、前述の第１実施例と同一の構成に対しては説明を省略することにする。
すなわち、冷却用インペラ６０は、駆動用モーターに直結接続せず、別途にファンモーター８０を設置して回転駆動させることも可能である。結局、本実施例においては、冷却用インペラ６０を別途のファンモーター８０に設置して圧縮機の性能には最大限に影響を及ばないうえ、単一の冷却用インペラ６０で多数の駆動用モーターを冷却させて原価節減の効果が得られるように具現された。
【００２３】
ここまで、本発明による３段ターボ圧縮機を、図示した実施例を参考に説明したが、これは例示的なことに過ぎず、当業者であれば誰でもこれより多様な変形及び均等な他の実施例が可能であることを理解できるはずである。したがって、真の技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲の技術的思想により定められるべきである。
【符号の説明】
【００２４】
１０：第１インペラ
２０：第２インペラ
３０：第３インペラ
４０：第１モーター
４１：一側回転軸（第１モーターの）
４２：他側回転軸（第１モーターの）
５０：第２モーター
５１：一側回転軸（第２モーターの）
５２：他側回転軸（第２モーターの）
６０：冷却用インペラ
７０：冷却用流路
７１：第１吸入流路
７２：第２吸入流路
７３：分岐流路
８０：ファンモーター
９８，９９：インタクーラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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