ES2309173T5 - Grupo compresor compuesto de un compresor centrífugo y un motor eléctrico - Google Patents
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Description
DESCRIPCION
Grupo compresor compuesto de un compresor centrlfugo y un motor electrico
La invencion se refiere a un grupo compresor que comprende un compresor centrlfugo para comprimir un gas, con un rotor con uno o mas impulsores, y un motor electrico que tiene un estator y un rotor para impulsar el rotor del 5 compresor, el compresor y el motor electrico estando alojados en un alojamiento comun estanco al gas, y que esta provisto con una entrada de gas y una salida de gas, y el rotor del compresor y el rotor del motor electrico estando dispuestos sobre un eje del rotor comun, que esta montado en cojinetes magneticos tal como se especifica en el preambulo de la reivindicacion 1.
Un grupo compresor de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir de los documentos WO-A-94/29 597 y EP-A 1 10 074 746.
En el grupo compresor que se conoce a partir del documento WO-A-94/29 597, un impulsor del compresor esta dispuesto sobre ambos lados del motor electrico. El eje del rotor esta montado sobre los cojinetes magneticos radiales, cada uno de los cuales esta dispuesto entre el motor electrico impulsor del compresor y un cojinete axial magnetico, que esta igualmente dispuesto entre el motor electrico y uno de los impulsores del compresor.
15 En el grupo compresor que se conoce a partir del documento EP-A 1 074 746, en concreto en la figura 2, los impulsores del compresor estan dispuestos sobre un lado del motor electrico. El eje del rotor comprende dos partes que estan conectadas entre si por medio de una conexion. El eje del rotor esta montado en tres cojinetes magneticos radiales, que estan dispuestos en ambos extremos del eje del rotor, y entre el motor electrico y el compresor centrlfugo, y un cojinete magnetico axial que esta dispuesto entre el motor electrico y el compresor 20 centrlfugo.
Un objetivo de la invencion es proporcionar un grupo compresor mejorado del tipo descrito en el preambulo, que pueda ser de un diseno compacto y en el que los cojinetes sean facilmente accesibles sin que se requiera retirar el alojamiento del grupo compresor.
Este objetivo se consigue por medio de un grupo compresor como el definido en la reivindicacion 1.
25 En las reivindicaciones dependientes se define realizaciones preferidas del grupo compresor acorde con la invencion.
La invencion se explicara en mayor detalle en la siguiente descripcion de una serie de realizaciones del grupo compresor acorde con la invencion, con referencia a los dibujos, en los cuales:
la figura 1 describe de forma diagramatica una primera realizacion del grupo compresor acorde con la invencion, y
30 la figura 2 describe de forma diagramatica una segunda realizacion del grupo compresor acorde con la invencion.
El grupo compresor mostrado en la figura 1 comprende un compresor centrlfugo 1 para comprimir un gas, por ejemplo un gas de proceso, que tiene un rotor 2 con uno o mas, en este caso tres, impulsores de compresor 3, y un motor electrico 4 con un estator 5 y un rotor 6 para impulsar el rotor 2 del compresor. El compresor 1 y el motor electrico 4 estan ubicados en un alojamiento comun estanco al gas 7, que esta provisto con una entrada de gas 8 y 35 una salida de gas 9. El alojamiento 7 esta dividido de la forma acostumbrada, y comprende una pluralidad de partes que estan conectadas entre si de forma fija.
El rotor 2 del compresor 1 y el rotor 6 del motor electrico 4, estan dispuestos sobre un eje comun 10 del rotor, que comprende una sola unidad. El eje del rotor 10 esta montado en dos cojinetes magneticos radiales 11 y 12, cada uno de los cuales esta dispuesto en la proximidad de un extremo 13 y 14, respectivamente del eje del rotor 10 y de 40 un cojinete magnetico axial 15 que esta dispuesto en la proximidad del cojinete radial 11. El eje del rotor 10 no esta soportado entre el motor electrico 4 y el compresor centrlfugo 1. Los cojinetes magneticos 11, 12 y 15 seran generalmente cojinetes electromagneticos.
El diseno del grupo compresor con el eje del rotor que comprende una sola unidad y los cojinetes dispuestos solo en la proximidad de los extremos del eje del rotor, supone que el grupo compresor puede ser de estructura compacta y 45 que los cojinetes son facilmente accesibles para el mantenimiento, sin que se requiera retirar el alojamiento del grupo compresor.
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El grupo compresor esta preferentemente en disposition vertical. Esto tiene la ventaja de que, en concreto los cojinetes en radiales 11 y 12, pueden ser de un diseno relativamente ligero puesto que estos cojinetes solamente han de centrar el eje del rotor.
El cojinete axial puede ser tambien de un diseno relativamente ligero, si se asegura que la fuerza axial sobre el eje del rotor, que es producida por los impulsores del compresor, actua en sentido contrario a la fuerza de la gravedad.
La disposicion vertical del eje del rotor tiene la ventaja adicional de que el grupo compresor ocupa relativamente poco espacio en la direccion horizontal.
Obviamente, tambien es posible que el eje del rotor este en disposicion horizontal. Sin embargo, el diseno del grupo compresor y en concreto el diseno de los cojinetes, tiene que adaptarse a esta disposicion.
Los impulsores del compresor 3 son ventajosamente una parte integral del eje del rotor 10. Esto contrasta con los disenos tradicionales, en los que se monta sobre el eje impulsores del compresor separados, por ejemplo mediante contraction termica. Si los impulsores del compresor y el eje del rotor estan producidos a partir de una sola unidad, se suelda entre si las piezas separadas de material del impulsor, en las que ya se ha integrado una parte del eje del rotor (segmentos impulsor-eje). Los segmentos de impulsor-eje que han sido soldados entre si, forman juntos el rotor de compresor basico, que tiene que ser procesado suplementariamente para formar el rotor de compresor final.
Preferentemente, el rotor 6 del motor electrico 4 esta en una parte integral del eje del rotor.
El grupo compresor esta provisto de un sistema refrigerante para enfriar los cojinetes magneticos 11, 12, 15 y el motor electrico 14. Este sistema de enfriamiento comprende un conducto 16 que sale del compresor y se bifurca en un conducto 17 que va al motor electrico 4, y en conductos 18 y 19 que van a los cojinetes magneticos 11, 12, 15. Hay un filtro 20 incorporado en el conducto 16 que sale del compresor. Para enfriar el motor electrico 4 de los cojinetes magneticos 11, 12, 15, el gas comprimido es vaciado en una fase intermedia del compresor 1, se le hace pasar a traves del conducto 16 y del filtro 20, y de forma medida es suministrado a traves de los tubos 17, 18 y 19 al estator 5 del motor electrico 4, y a traves de los conductos 18 y 19 a los cojinetes magneticos 11 y 15 y 12. El gas refrigerante se recoge de nuevo dentro del grupo compresor, y es guiado a la section de entrada del compresor.
La figura 2 muestra una realization ligeramente modificada del grupo compresor acorde con la invention. Esta realization difiere respecto de la realizacion ilustrada la figura 1, en que el estator 5 del motor electrico 4 tienen un sistema refrigerante dedicado. Esto sirve para impedir que el estator 5 del motor electrico se vea afectado por cualesquiera componentes agresivos que pueda haber presentes en el gas que ha de ser comprimido.
Por lo demas, el sistema refrigerante para los cojinetes magneticos 11, 12, 15 es identico al sistema refrigerante para los cojinetes magneticos 11, 12, 15 de la realizacion mostrada en la figura 1.
El estator 5 del motor electrico 4 esta incorporado en una camara de estator 21, que esta separada del resto del interior del grupo compresor y esta delimitada por aquella seccion de la pared del alojamiento 7 del grupo compresor que rodea el estator 5, y una partition 22 colindante con esta seccion de pared y que se extiende en la direction radial sobre ambos lados del estator 5, y tambien entre el estator 5 del rotor 6 del motor electrico 4. Esta particion 22 es tambien conocida como tambor. La camara del estator 21 esta provista de una alimentation 23 y una descarga 24 para un medio de refrigeration separado, que se pone en circulation en un circuito refrigerante 26 mediante una bomba 25. Hay un intercambiador de calor 27 incorporado al circuito refrigerante 26.
La particion (tambor) 22 puede disenarse dos formas.
La particion 22 puede disenarse de modo que la pared de la camara del estator 21 sea capaz de soportar la presion nominal del compresor.
En otra realizacion de la particion 22, al menos aquella seccion de la particion 22 que se extiende entre el estator 5 y el rotor 6 del motor electrico 4, es un diseno de pared delgada. La camara del estator esta incorporada en el circuito de refrigeracion cerrado, que esta completamente lleno de un llquido refrigerante, de tal forma que el sistema refrigerante del estator 5 del motor electrico 4 como un todo, es capaz de soportar la presion nominal del grupo compresor. El principio de diseno se basa en una combination de un ajuste de forma de la particion de pared delgada 22, junto con la baja compresibilidad del medio refrigerador.
La ventaja de la ultima realizacion, en la que la particion 22 es de un diseno de pared delgada en el area entre el estator 5 del rotor 6, es que puede conseguirse una mayor salida por unidad de area del motor, con perdidas por corrientes parasitas reducidas.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES1. Grupo compresor, que comprende un compresor (1) centrlfugo para comprimir un gas, que tiene un rotor (2) con uno o mas impulsores (3) de compresor, y un motor (4) electrico que tiene un estator (5) y un rotor (6) para impulsar el rotor (2) del compresor, estando el compresor (1) y el motor (4) electrico acomodados en el alojamiento (7) comun5 estanco al gas que esta provisto con una entrada (8) de gas y una salida (9) de gas, y estando el rotor (2) del compresor (1) y el rotor (6) del motor (4) electrico dispuestos en un eje comun del rotor (10) que esta montado en cojinetes (11, 12, 15) magneticos,en donde el grupo compresor (1) esta provisto con un sistema de refrigeracion para enfriar los cojinetes (11,12,15) magneticos y el motor (4) electrico, donde el grupo compresor (1) esta provista de llneas (17,18,19 ) que van desde 10 el compresor a los cojinetes (11,12,15) magneticos con el objeto de transportar gas desde el compresor (1) a los cojinetes (11, 12, 15) magneticos a fin de enfriar estos cojinetes (11, 12, 15).caracterizado porque el eje (10) del rotor comprende una sola unidad y esta montado en dos cojinetes (11, 12) radiales magneticos que estan cada uno en la proximidad de un extremo (13, 14) del eje (10) del rotor comun, y en un cojinete (15) magnetico axial que esta dispuesto en la proximidad de uno de los cojinetes (11, 12) radiales, y 15 porque el eje (10) del rotor no esta soportado entre el motor (4) electrico y el compresor (1) centrlfugo.
- 2. Grupo compresor de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el eje (10) del rotor esta en disposicion vertical.
- 3. Grupo compresor de acuerdo con la reivindicacion 1 o la 2, en el que el impulsor o impulsores (3) del compresor son parte integral del eje (10) del rotor.
- 4. Grupo compresor de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el grupo compresor (1) esta provisto con un 20 conducto (17) que va desde el compresor (1) al motor (4) electrico, con el proposito de transportar gas desde elcompresor (1) al motor (4) electrico con el fin de enfriar el motor (4) electrico.
- 5. Grupo compresor de acuerdo con la reivindicacion 1 o la 4, en el que hay un filtro (20) incorporado en el conducto o conductos (16) que van desde el compresor a los cojinetes (11, 12, 15) magneticos y/o al motor (4) electrico.
- 6. Grupo compresor de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el estator (5) del motor (4) electrico esta provisto 25 con un sistema de refrigeracion dedicado, para enfriar el estator mediante un medio de refrigeracion separado.
- 7. Grupo compresor de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que el estator (5) del motor (4) electrico esta acomodado en una camara (21) de estator que esta separada del resto del interior del grupo compresor (1), y esta delimitada por aquella seccion de la pared del alojamiento del grupo compresor que rodea el estator (5), y por una particion (22) contigua a esta seccion de pared y que se extiende en la direccion radial sobre ambos lados del30 estator (5), y tambien entre el estator (8) y el rotor (6) del motor (4) electrico.
- 8. Grupo compresor de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que la camara (21) de estator esta provista con conexiones (23, 24) para alimentar y descargar el medio refrigerador separado.
- 9. Grupo compresor de acuerdo con la reivindicacion 7 o la 8, en el que la pared de la camara (21) del estator esta disenada de tal forma que es capaz de soportar la presion nominal del grupo compresor (1).35 10. Grupo compresor de acuerdo con la reivindicacion 7 o la 8, en el que al menos la seccion de la particion (22) dela camara (21) del estator que se extiende entre el estator (5) y el rotor (6) del motor (4) electrico, tiene un diseno de pared delgada, la camara (21) del estator esta incorporada en un circuito refrigerante cerrado que esta completamente lleno de un llquido refrigerante, y el sistema refrigerante del estator (5) del motor (4) electrico como un todo, es capaz de soportar la presion nominal del grupo compresor (1).
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