JPH09308189A - ターボ型空気圧縮機 - Google Patents

ターボ型空気圧縮機

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JPH09308189A
JPH09308189A JP11880896A JP11880896A JPH09308189A JP H09308189 A JPH09308189 A JP H09308189A JP 11880896 A JP11880896 A JP 11880896A JP 11880896 A JP11880896 A JP 11880896A JP H09308189 A JPH09308189 A JP H09308189A
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JP
Japan
Prior art keywords
compressor
electric motor
compressed air
rotor shaft
casing
Prior art date
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Pending
Application number
JP11880896A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumi Hasegawa
和三 長谷川
Shunichi Funabashi
俊一 船橋
Shinichi Ozaki
伸一 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速電動機の冷却を振動等を発生させること
なく確実に行う。 【解決手段】 電動機1と、この電動機1のロータ軸5
の一方の端に直結した第1圧縮機21と、ロータ軸5の
他方の端に直結し第1圧縮機21で圧縮した圧縮空気を
圧縮する第2圧縮機22と、この第2圧縮機22の圧縮
した圧縮空気を冷却するアフタクーラ13と、このアフ
タクーラ13で冷却した圧縮空気の一部を電動機1のケ
ーシング8内に導入する冷却ライン14とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機のロータ軸
に直結して駆動されるターボ型空気圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】ターボ型空気圧縮機は毎分数万回転で駆
動される。駆動源としてはエンジンの排気ガスで駆動さ
れるタービンや電動機が用いられる。タービンの場合は
圧縮機と回転軸を直結するが、電動機の場合その回転数
は毎分数千回転であるので、増速機により増速して駆動
する。
【0003】図3は電動機により駆動されるターボ型圧
縮機を示す。電動機1はロータ4がロータ軸7と一体に
なり軸受7で回転支持され、ロータ4の周囲にはステー
タ6が配置されている。ロータ4とステータ6はケーシ
ング8で覆われ、内部のロータ軸5にはファン9が固定
され、ロータ軸5の回転によりロータ4、ステータ6を
冷却する。ロータ軸5は増速機3と接続し、増速機3の
出力軸に圧縮機2が直結している。増速機3で十数倍に
増速し、毎分数万回転にして圧縮機2を駆動する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、パワートランジ
スタやサイリスタなどのパワーエレクトロニクスの進歩
により高速回転の電動機が可能になり、毎分数万回転数
のものも現れている。このような高速電動機では増速機
を介さず圧縮機と直結することができる。高速回転のた
めロータからの発熱が多く冷却のため図3に示したファ
ンを用いる場合、ロータ軸をファン取付け分長くする必
要がある。このように長くすると振動が発生する恐れが
ある。またファンの冷却が不十分であるとロータが熱変
形し高速運転できなくなる恐れがある。
【0005】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、高速電動機の冷却を振動等を発生させることな
く確実に行うことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明では、電動機と、この電動機のロー
タ軸に直結した圧縮機と、この圧縮機の圧縮した圧縮空
気を冷却する冷却器と、この冷却器で冷却した圧縮空気
の一部を前記電動機のケーシング内に導入する冷却ライ
ンと、を備える。
【0007】圧縮機には圧縮した空気の温度を冷却する
ため冷却器を備えている場合が多いので、冷却器によっ
て冷却した圧縮空気の一部を電動機のケーシング内に導
入し、ロータやステータの冷却を行う。これによりファ
ンが不要となりロータ軸を短くでき振動の発生を防止で
きる。また冷却器で冷却した空気を用いることにより電
動機ケーシング内を確実に冷却できる。
【0008】請求項2の発明では、電動機と、この電動
機のロータ軸の一方の端に直結した第1圧縮機と、前記
ロータ軸の他方の端に直結し前記第1圧縮機で圧縮した
圧縮空気を圧縮する第2圧縮機と、この第2圧縮機の圧
縮した圧縮空気を冷却するアフタクーラと、このアフタ
クーラで冷却した圧縮空気の一部を前記電動機のケーシ
ング内に導入する冷却ラインと、を備える。
【0009】電動機ロータ軸の一方の端に第1圧縮機を
直結し、他方の端に第2圧縮機を直結し2段圧縮して高
温となった圧縮空気をアフタクーラで冷却する。この冷
却した圧縮空気の一部を電動機のケーシング内に導入し
ロータやステータの冷却を行う。これによりファンが不
要となりロータ軸を短くでき振動の発生を防止できる。
またアフタクーラで冷却した空気を用いることにより電
動機ケーシング内を確実に冷却できる。
【0010】請求項3の発明では、電動機と、この電動
機のロータ軸の一方の端に直結した第1圧縮機と、この
第1圧縮機で圧縮した圧縮空気を冷却するインタクーラ
と、前記ロータ軸の他方の端に直結し前記インタクーラ
で冷却した圧縮空気を圧縮する第2圧縮機と、前記イン
タクーラで冷却した圧縮空気の一部を前記電動機のケー
シング内に導入する冷却ラインと、を備える。
【0011】電動機ロータ軸の一方の端に第1圧縮機を
直結し、他方の端に第2圧縮機を直結し、第1圧縮機で
圧縮した圧縮空気をインタクーラで冷却して第2圧縮機
に供給する。この冷却した圧縮空気の一部を電動機のケ
ーシング内に導入しロータやステータの冷却を行う。こ
れによりファンが不要となりロータ軸を短くでき振動の
発生を防止できる。またインタクーラで冷却した空気を
用いることにより電動機ケーシング内を確実に冷却でき
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本実施の形態のター
ボ型空気圧縮機の構成を示す図である。電動機1のロー
タ4はロータ軸5に固定され、ロータ軸5は軸受7によ
り高速回転可能に支持されている。ロータ4の周囲には
ステータ6が配置され電磁力によりロータ4を回転す
る。ロータ4、ステータ6はケーシング8により覆われ
ている。電動機1はパワーエレクトロニクスを用いて製
作され高速回転、例えば毎分数万回転、する。
【0013】ロータ軸5の両端はケーシング8より突出
し、一方の端には第1圧縮機21が結合され、他方の端
には第2圧縮機22が結合されている。第1圧縮機21
の羽根車21aはロータ軸5に結合し、羽根車21aは
圧縮機ケーシング21bで覆われている。同様に、第2
圧縮機22の羽根車22aはロータ軸5に結合し、羽根
車22aは圧縮機ケーシング22bで覆われている。
【0014】第1圧縮機21の圧縮機ケーシング21b
の出口と、第2圧縮機22の圧縮機ケーシング22bの
入口とは連結路11で接続され、連結路11にはインタ
クーラ12が設けられ、第1段圧縮機21で圧縮した圧
縮空気を冷却する。第2圧縮機22の圧縮機ケーシング
22bの出口にはアフタクーラ13が設けられ、第2圧
縮機22で圧縮した圧縮空気を冷却する。
【0015】インタクーラ12とアフタクーラ13には
それぞれ冷却管12a、冷却管13aが設けられ冷却水
または空気により冷却される。アフタクーラ13の出口
側と電動機1のケーシング8の入口8aを結んで冷却ラ
イン14が設けられ冷却空気を供給する。冷却ライン1
4にはオリフィス14aが設けられ、圧縮空気をほぼ大
気圧に減圧してケーシング8内に供給する。
【0016】ケーシング8にはロータ4を挟んで左右に
入口8aと出口8bが設けられ、入口8aより流入した
冷却空気はロータ4とステータ5の周囲を流れ、出口8
bより排出される。これによりケーシング8内は十分冷
却される。
【0017】図2は第2実施の形態の構成を示す図であ
る。本実施の形態は冷却ライン14の配置をアフタクー
ラ13の出口からケーシング8の入口8aまでに設けた
もので、これ以外は第1実施の形態と同一である。性能
的にも第1実施の形態と同等である。
【0018】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、電動機により駆動される圧縮機の圧縮空気を冷却器
で冷却しこの一部を電動機ケーシング内に導入するの
で、ロータ、ステータなどの発熱部を十分に冷却するこ
とができる。冷却器としてアフタクーラ、インタクーラ
が用いられ、それらの出口側から冷却空気を抽出しケー
シングに導入する。これにより従来のようにファンを設
ける必要はなく、ロータ軸もその分短かくなり軸振動も
起こり難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態の構成を示す図であ
る。
【図2】本発明の第2実施の形態の構成を示す図であ
る。
【図3】増速機により電動機の出力を増速して圧縮機を
駆動する例を示す図である。
【符号の説明】
1 電動機 4 ロータ 5 ロータ軸 6 ステータ 7 軸受 8 ケーシング 8a 入口 8b 出口 11 連絡路 12 インタクーラ 12a,13a 冷却管 13 アフタクーラ 14 冷却ライン 14a オリフィス 21 第1圧縮機 22 第2圧縮機 21a,22a 羽根車 21b,22b 圧縮機ケーシング

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動機と、この電動機のロータ軸に直結
    した圧縮機と、この圧縮機の圧縮した圧縮空気を冷却す
    る冷却器と、この冷却器で冷却した圧縮空気の一部を前
    記電動機のケーシング内に導入する冷却ラインと、を備
    えたことを特徴とするターボ型空気圧縮機。
  2. 【請求項2】 電動機と、この電動機のロータ軸の一方
    の端に直結した第1圧縮機と、前記ロータ軸の他方の端
    に直結し前記第1圧縮機で圧縮した圧縮空気を圧縮する
    第2圧縮機と、この第2圧縮機の圧縮した圧縮空気を冷
    却するアフタクーラと、このアフタクーラで冷却した圧
    縮空気の一部を前記電動機のケーシング内に導入する冷
    却ラインと、を備えたことを特徴とするターボ型空気圧
    縮機。
  3. 【請求項3】 電動機と、この電動機のロータ軸の一方
    の端に直結した第1圧縮機と、この第1圧縮機で圧縮し
    た圧縮空気を冷却するインタクーラと、前記ロータ軸の
    他方の端に直結し前記インタクーラで冷却した圧縮空気
    を圧縮する第2圧縮機と、前記インタクーラで冷却した
    圧縮空気の一部を前記電動機のケーシング内に導入する
    冷却ラインと、を備えたことを特徴とするターボ型空気
    圧縮機。
JP11880896A 1996-05-14 1996-05-14 ターボ型空気圧縮機 Pending JPH09308189A (ja)

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