BRPI0611225A2

BRPI0611225A2 - conjunto de compressor acionado por motor, e, método de esfriamento para um conjunto de compressor acionado a motor

Info

Publication number: BRPI0611225A2
Application number: BRPI0611225-0A
Authority: BR
Inventors: Jianping Zhong
Original assignee: Sullair Corp
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2011-02-22
Also published as: CN101176250A; EP1880464A2; WO2006124509A3; JP5001262B2; CA2604195C; AU2006247714B2; WO2006124509A2; JP2008540917A; CA2604195A1; US20060255667A1; US7759828B2; AU2006247714A1; MX2007014119A; US20070297925A1; US7285882B2; EP1880464A4

Abstract

CONJUNTO DE COMPRESSOR ACIONADO POR MOTOR, E, MéTODO DE ESFRIAMENTO PARA UM CONJUNTO DE COMPRESSOR ACIONADO A MOTOR. Um conjunto de compressor acionado por motor inclui um alojamento de motor tendo uma entrada de fluido e uma saída de fluido. Um motor é colocado dentro do alojamento do motor e inclui um rotor que e acoplado a um eixo rotativo e um estator. Várias passagens conectam de forma fluida, a entrada de fluido e a saída de fluido. Uma passagem e localizada radialmente externa ao estator e outra passagem se estende através do eixo rotativo. Um compressor está em comunicação fluida com o fluido externo do alojamento do motor. A operação do compressor produz uma corrente de fluxo através do alojamento do motor. A corrente de fluxo transfere calor para fora do motor a fim de esfriar o motor.

Description

"CONJUNTO DE COMPRESSOR ACIONADO POR MOTOR, E5MÉTODO DE ESFRIAMENTO PARA UM CONJUNTO DECOMPRESSOR ACIONADO A MOTOR"

FUNDO DA INVENÇÃO

Esta invenção se refere a bombas de vácuo e maisparticularmente, a um conjunto de compressor acionado por motor incluindoum motor que é conectado de forma fluida a um compressor.

Conjuntos de compressor acionados por motor típicos incluemum motor de relutância conectado de forma fluida a uma porta de entrada deum compressor de parafuso tal que a operação do compressor de parafusoevacua uma porção interna do motor de relutância. O motor de relutânciainclui um rotor que gira relativo ao estator. O rotor é espaçado separadamentedo estator tal que o ar evacuado do motor de relutância passe através doespaço entre o rotor e o estator. Assim, o compressor produz uma baixapressão dentro da porção interna do motor de relutância. O rotor produzmenos ruído com a pressão do ar mais baixa, entretanto, a pressão baixa podeproduzir uma queda de pressão na porta de entrada do compressor. Como umresultado da queda de pressão, o compressor pode operar ineficientemente ouproduzir um vácuo inconsistente.

Outro problema típico com os conjuntos de compressoracionados por motor é que o motor de relutância produz aquecimentosignificante durante a operação. Se o aquecimento não for adequadamenteremovido, o motor de relutância pode fazer um super aquecimento que poderesultar em um mal funcionamento no motor de relutância ou no compressor.

Compressores acionados por motor convencionais utilizamfluxo de ar através do espaço entre o rotor e o estator para comunicar a saídado aquecimento do motor de relutância. De forma desvantajosa, o espaço épequeno demais para fluir uma quantidade significante de ar através dele, oque minimiza dissipação de aquecimento vindo do motor de relutância.Adequadamente, há uma necessidade para um conjunto decompressor acionado por motor que esfria mais eficientemente o motor semuma queda de pressão significante na entrada do compressor.

SUMARIO DA INVENÇÃO

O conjunto de compressor acionado por motor de acordo coma presente invenção inclui um alojamento de motor tendo uma entrada e umasaída. A saída é conectada de forma fluida a um compressor tal que aoperação do compressor produza uma corrente de fluido através doalojamento do motor. A corrente de fluido através do alojamento do motorcomunica a saída do aquecimento do motor dentro do alojamento do motorpara esfriar o motor.

Preferivelmente, uma passagem de eixo é localizada ao longode um eixo longitudinal de um eixo do motor. Uma passagem de motor élocalizada ao longo de um eixo longitudinal de um eixo de motor. Umapassagem de motor é localizada entre um estator e um rotor do motor. Umapassagem externa é localizada radialmente externa a partir do estator, entre oestator e o alojamento do motor. As passagens fornecem espaços suficientespara o fluido fluir através, tal que fluido em escalonamento através doalojamento do motor não seja signiflcantemente restrito pelas passagens.

Adequadamente, o conjunto de compressor acionado pormotor esfria o motor sem uma queda de pressão significante na entrada docompressor. Esta invenção trata, além de fornecer capacidades aumentadasenquanto evita as faltas e desvantagens da técnica anterior.

BREVE DESCRIÇÕES DOS DESENHOS

As várias características e vantagens desta invenção ficarãoaparentes para aqueles qualificados na técnica a partir das seguintesdescrições detalhadas da configuração atualmente preferida. Os desenhos queacompanham a descrição detalhada podem ser brevemente descritos como sesegue.Figura 1 é uma visão esquemática de um sistema de vácuoincluindo um compressor acionado por motor; e

Figura 2 é uma visão esquemática do compressor acionado pormotor da Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONFIGURAÇÕES PREFERIDAS

Figura 1 ilustra porções selecionadas de um exemplo desistema de vácuo 10 incluindo uma região de vácuo 12, tal como uma áreaindustrial que exige um vácuo para mover materiais de um lugar para outro. Aregião de vácuo 12 é conectada de forma fluida a uma linha de sucção 14, aqual é conectada de forma fluida a um compressor acionado por motor 16. Ocompressor acionado por motor 16 evacua a região de vácuo 12 através dalinha de sucção 14.

O compressor acionado por motor 16 inclui um motor 18,preferivelmente um motor de ímã permanente, dentro de um alojamento demotor 20. O alojamento de motor 20 pode ser feito com peças de alojamentoseparadas, como é ilustrado, ou a partir de um único alojamento integrado. Oalojamento de motor 20 inclui uma entrada 22 conectada de forma fluida àlinha de sucção 14 e uma saída 24 conectada de forma fluida a um compressor 26.

O motor 18 inclui um estator 28 e um rotor 30 tendo ímãspermanentes 31. Uma passagem de motor 33A se estende entre o estator 28 eo rotor 30. O rotor 30 é conectado a um eixo 32 que gira sobre um eixolongitudinal. Uma extremidade de seção de um eixo 32 está localizada noalojamento do motor 20 e outra terminação do eixo 32 está localizada nocompressor 26. O eixo 32 inclui uma passagem de eixo 33B que se estende aolongo de um eixo longitudinal A através do eixo 32. A passagem do eixo 33Binclui uma abertura 35 que se estende em uma direção que é transversal aoeixo longitudinal A na saída 24 do alojamento de motor 20. A passagem deeixo 33B e abertura 35 conectam de forma fluida a entrada 22 do alojamentodo motor 20 à saída 24.

Membros de fixação 34 asseguram o motor 18 dentro doalojamento de motor 20 (Figura 2). Uma passagem externa 33C é providaentre o alojamento do motor 20 e o estator 28. A passagem externa 33Cconecta de forma fluida a entrada 22 e a saída 24 do alojamento de motor 20.

Uma ventoinha 36 é acoplada à extremidade do eixo 32 dentrodo alojamento do motor 20. Um parafuso de travamento 37 ou similar protegea ventoinha 36 no eixo 32 tal que a ventoinha 36 gira com o eixo 32 parasopras mais fluido através das passagens 33a, 33B e 33C. A ventoinha 26inclui um lado de sucção no lado de entrada 22 da ventoinha 36 e um lado dedescarga no lado da saída 24 da ventoinha 36, como será descrito abaixo.

Um conjunto de válvula 38 é localizado entre o motor 18 e aentrada 22 dentro do alojamento do motor 20. O conjunto de válvula 38 incluium membro de válvula 40 em comunicação fluida com a entrada 22 e a linhade sucção 14. Um atuador 42 move o membro de válvula 40 entre as posiçõesaberta e fechada para controlar o fluxo do fluido através da conjunto deválvula 38.

A saída 24 do alojamento do motor 20 é conectada de formafluida ao compressor 26. O compressor 26 inclui um parafuso de compressormacho 50 acoplado ao eixo 32 para rotação com o eixo 32. Um parafuso decompressor fêmea 52 é colocado em uma relação enredada com o parafuso decompressor macho 50 para rotação com o parafuso de compressor macho 50.Operação do parafuso de compressor macho 50 e o parafuso de compressorfêmea 52 comprime o fluido corrente dentro do compressor 26 a partir dolado de fora 24. Uma saída do compressor 54 é conectada de forma fluida aocompressor 26 para descarga do fluido comprimido.

Durante operação, o motor 18 é seletivamente ativado paragirar o rotor 30. O rotor 30 gira o eixo 32 para girar os primeiro e segundoparafusos de compressor 50 e 52. Rotação dos parafusos de compressor 50 e52 comprimem fluido dentro do compressor 26 e forçam o fluido comprimidopara fora da saída do compressor 54. Descarga do fluido comprimido da saídado compressor 54 produz uma sucção na saída 24 do alojamento do motor 20.A sucção na saída 24 produz uma corrente de fluido de uma região de vácuo12, através de uma linha de sucção 14, entrada 22, e alojamento de motor 20.

Quando o fluido entra no alojamento do motor 20, a correntede fluido da entrada 22 para a saída 24 por meio de pelo menos uma daspassagens 33A, 33B e 33C (como demonstrado pelas setas na Figura 1). Oestator 28, rotor 30 2 eixo 32 transferem o calor que é produzido durante aoperação do motor 18 para o fluido corrente pelas passagens 33A, 33B e 33C.O fluido corrente transfere o calor para o alojamento de motor 20, a qualdissipa o calor para o ambiente ao redor. No mínimo uma porção do fluido emescalonamento, transporta o calor para fora do estator 28, rotor 30, e eixo 32através do compressor 26 para esfriar o motor 18.

As passagens 33A, 33B e 33C expõem o fluido corrente aoestator 28, rotor 30, e eixo 32 e para esfriar o motor 18 até uma temperaturade operação aceitável. Conjuntos de compressor acionados por motorconvencionais daqui por diante fornecem exposição mínima entre um fluidocorrente e o motor para esfriar signiflcantemente o motor. Preferivelmente, omotor 18 é um motor de ímã permanente, o qual gera menos calor paradissipar e é geralmente menor do que alguns outros tipos de motores taiscomo motores de indutância tal que um motor de ímã permanente é preferido.Porém, dada esta descrição, uma pessoa iniciada na técnica estará apta paraadaptar os exemplos descobertos para todos os tipos de motores e encontrar asnecessidades da sua aplicação particular.

As passagens 33A, 33B e 33C fornecem espaço suficiente para ofluido fluir através tal que a corrente de fluido através do alojamento do motornão é restrita signiflcantemente pelas passagens 33A, 33B e 33C. Isto é, aspassagens são grandes o suficiente para controlar a corrente de fluido semproduzir uma pressão construída no lado da entrada 22 ou uma queda de pressãodo lado da saída 24. Isto fornece o benefício de um suprimento contínuo erelativamente uniforme do fluido para o compressor 26 sem uma queda depressão significante na entrada 24 do alojamento do motor 20. Pode serentendido que uma pessoa qualificada na técnica com o benefício dosensinamentos daqui, estará apta para dimensionar adequadamente as passagenspara assegurar fluxo significativo sem uma queda de pressão significativa.

O conjunto de válvula 38 controla seletivamente a corrente defluido através da entrada 22. Isto fornece o benefício de controlar a magnitudeda sucção produzida sem a região de vácuo 12 e também permite controlar arespeito da quantidade de fluido em escalonamento através do alojamento domotor 20 para esfriar o motor 18.

A ventoinha 36 adicionalmente controla a magnitude de sucção.Como se sabe, ventoinhas são geralmente projetadas para mover fluxos de umlado de sucção para um lado de descarga da ventoinha. Rotação da ventoinha 36produz sucção adicional na entrada 22 que puxa mais fluido através da entrada 22.A ventoinha 36 também facilita o fluxo a partir do alojamento do motor 20 paradentro do compressor 26. No lado da saída 24 do compressor 36, o compressor 36empurra o fluido para fora do alojamento do motor 20 e para dentro docompressor 26. Esta característica fornece o benefício de aumentar a taxa defluido em escalonamento através do alojamento do motor 20 para aumentar oesfriamento do motor 18. Adicionalmente, o aumento na taxa de fluido emescalonamento através do alojamento do motor 20 carrega o compressor 26 commais fluido para aumentar a eficiência do compressor 26.

Apesar de uma configuração preferida desta invenção ter sidodescrita, uma pessoa especializada na técnica poderia reconhecer que algumasmodificações poderiam acontecer no escopo desta invenção. Por esta razão, asreivindicações seguintes deveriam ser estudadas para determinar o verdadeiroescopo e conteúdo desta invenção.

Claims

1. Conjunto de compressor acionado por motor, caracterizadopelo fato de compreender:um alojamento de motor tendo uma entrada de fluido e umasaída de fluido;um motor colocado pelo menos parcialmente dentro do ditoalojamento de motor, dito motor incluindo um eixo rotativo tendo umapassagem de eixo através para conectar de maneira fluida a dita entrada defluido e a dita saída de fluido; eum compressor em comunicação fluida com a dita saída de fluido.

2. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que dito eixo inclui uma primeira seção e uma segunda seção,dita primeira seção sendo recebida na dito alojamento de motor e acoplada aum rotor, e dita segunda seção sendo recebida no dito compressor e acopladoa um parafuso de compressor.

3. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que dito eixo inclui um eixo longitudinal de rotação e ditapassagem de eixo se estende ao longo do dito eixo longitudinal de rotação.

4. Conjunto de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que dito eixo rotativo inclui uma abertura conectada de formafluida à dita passagem, e dita abertura se estende em uma direção transversalao dito eixo longitudinal.

5. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender ainda uma válvula em comunicação fluida com ditaentrada de fluido.

6. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que dito motor inclui um estator tendo uma periferia, e umapassagem de estator se estende entre dita periferia e dito alojamento de motor,dita passagem de estator conectando de forma fluida dita entrada de fluido edita saída de fluido.

7. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender ainda uma ventoinha acoplada ao dito eixo rotativo,dita ventoinha sendo rotativa com dito eixo rotativo.

8. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que dito motor compreende um motor de ímã permanente.

9. Conjunto de compressor acionado por motor, caracterizadopelo fato de compreender:um alojamento de motor tendo uma entrada de fluido e umasaída de fluido;um motor colocado pelo menos parcialmente dentro do ditoalojamento de motor, dito motor incluindo um rotor que é rotativo sobre umeixo e um estator;uma passagem que conecta de forma fluida dita entrada defluido e dita saída de fluido, dita passagem sendo radialmente externa ao ditoestator relativo ao dito eixo; eum compressor em comunicação fluida com dita saída defluido.

10. Conjunto de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que dito estator inclui uma periferia e dita passagem se estende aolongo da dita periferia.

11. Conjunto de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que dita passagem está entre dito alojamento de motor e ditoestator.

12. Conjunto de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de compreender ainda uma válvula em comunicação fluida com adita entrada de fluido.

13. Conjunto de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de compreender ainda um eixo rotativo acoplado ao dito rotor, ditoeixo rotativo tendo uma passagem de eixo aí através que conecta de formafluida dita entrada de fluido e dita saída de fluido.

14. Conjunto de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que dito motor inclui um eixo rotativo acoplado ao dito rotor erotativo com dito rotor, e uma ventoinha acoplada ao dito eixo rotativo, ditaventoinha sendo rotativa com dito eixo rotativo.

15. Método de esfriamento para um conjunto de compressoracionado a motor, caracterizado pelo fato de compreender ainda:conectar de forma fluida uma saída de fluido de uma câmarade motor e uma entrada de fluido de um compressor; eoperar o compressor para produzir uma corrente de fluidoatravés da câmara do motor para transferir calor de um motor dentro dacâmara do motor.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de compreender ainda conexão de forma fluida de uma entrada defluido da câmara do motor para uma passagem, e conectando de forma fluidaa passagem à saída de fluido da câmara do motor.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de compreender ainda a formação de uma passagem pelo menosparcialmente sobre uma periferia de um estator do motor.

18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de compreender ainda a formação da passagem através um eixodentro do motor.

19. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de compreender ainda movimentação da válvula para controlar umavazão da corrente de fluido em escalonamento.

20. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de compreender ainda movimentação de uma ventoinha paracontrolar uma vazão da corrente de fluido.