FR3161267A1 - Ensemble moteur-compresseur intégré - Google Patents
Ensemble moteur-compresseur intégréInfo
- Publication number
- FR3161267A1 FR3161267A1 FR2403811A FR2403811A FR3161267A1 FR 3161267 A1 FR3161267 A1 FR 3161267A1 FR 2403811 A FR2403811 A FR 2403811A FR 2403811 A FR2403811 A FR 2403811A FR 3161267 A1 FR3161267 A1 FR 3161267A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- gas
- cooling
- compressor assembly
- electric motor
- cooling fan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
- F04D17/12—Multi-stage pumps
- F04D17/122—Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/056—Bearings
- F04D29/058—Bearings magnetic; electromagnetic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/10—Shaft sealings
- F04D29/102—Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
- F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
- F04D29/284—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/5806—Cooling the drive system
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
L’ensemble moteur-compresseur intégré (1) comprend :
– une entrée de gaz (7),
– un arbre d’entraînement (3),
des paliers magnétiques (9, 10) supportant l’arbre d’entraînement (3),
– un moteur électrique (2) monté sur un arbre d’entraînement,
– une première section de compression (4) en porte-à-faux à une première extrémité de l’arbre d’entraînement et configurée pour comprimer un gaz s’écoulant au niveau de l’entrée de gaz de l’ensemble moteur-compresseur intégré, et
– une deuxième section de compression (5) en porte-à-faux à une deuxième extrémité de l’arbre d’entraînement.
L’ensemble moteur-compresseur intégré comprend en outre un ventilateur de refroidissement (12) en porte-à-faux monté sur l’arbre d’entraînement (3) entre une section de compression parmi les première et deuxième sections de compression (4, 5) et le moteur électrique (2), le ventilateur de refroidissement étant configuré pour faire circuler une partie du gaz prélevé au niveau de l’entrée de gaz de l’ensemble moteur-compresseur intégré dans une boucle de refroidissement (11) de l’ensemble moteur-compresseur intégré, la partie du gaz étant un gaz de refroidissement.
Figure pour l’abrégé : Figure 1
Description
La présente invention concerne un ensemble moteur-compresseur intégré et porte en particulier sur un agencement spécifique d’un ventilateur de refroidissement.
Un ensemble moteur-compresseur intégré peut comprendre un moteur électrique monté sur un arbre d’entraînement pour entraîner ledit arbre. L’arbre d’entraînement est généralement supporté en rotation par deux paliers magnétiques agencés de chaque côté du moteur électrique.
Une section de compression peut être agencée à chaque extrémité de l’arbre d’entraînement.
Le moteur électrique et les paliers magnétiques sont soumis à des pertes générées, par exemple, par des courants de Foucault.
Afin de refroidir le moteur électrique et les paliers magnétiques, l’ensemble moteur-compresseur intégré comprend une boucle de refroidissement comprenant un dispositif de filtration filtrant une partie d’un gaz comprimé au moyen d’une première section de compression, la partie du gaz comprimé étant le gaz de refroidissement s’écoulant dans le moteur électrique et les paliers.
Lorsque la pression du gaz comprimé est trop élevée pour alimenter la boucle de refroidissement, une vanne de commande détend le gaz comprimé filtré par le dispositif de filtration pour diminuer la pression du gaz comprimé à une pression prédéterminée.
Cependant, afin de diminuer la pression du gaz de refroidissement, la vanne de commande dissipe une partie de l’énergie servant à entraîner la première section de compression pour comprimer le gaz de telle sorte que le rendement de l’ensemble moteur-compresseur intégré est dégradé.
En outre, la vanne de commande est un composant à régulation de pression qui peut être défectueux, diminuant la fiabilité de l’ensemble moteur-compresseur intégré.
Il est nécessaire d’éviter au moins certains des inconvénients précédemment mentionnés.
RÉSUMÉ
Selon un aspect, il est proposé un nouvel ensemble moteur-compresseur intégré.
L’ensemble moteur-compresseur intégré comprend :
– une entrée de gaz,
– un arbre d’entraînement,
- des paliers magnétiques supportant l’arbre d’entraînement,
– un moteur électrique monté sur un arbre d’entraînement,
– une première section de compression en porte-à-faux à une première extrémité de l’arbre d’entraînement et configurée pour comprimer un gaz s’écoulant au niveau de l’entrée de gaz de l’ensemble moteur-compresseur intégré, et
– une deuxième section de compression en porte-à-faux à une deuxième extrémité de l’arbre d’entraînement.
L’ensemble moteur-compresseur intégré comprend en outre un ventilateur de refroidissement agencé en porte-à-faux et monté sur l’arbre d’entraînement entre une section de compression parmi les première et deuxième sections de compression et le moteur électrique, le ventilateur de refroidissement étant configuré pour faire circuler une partie du gaz prélevé au niveau de l’entrée de gaz de l’ensemble moteur-compresseur intégré dans une boucle de refroidissement de l’ensemble moteur-compresseur intégré, la partie du gaz prélevé étant un gaz de refroidissement.
De préférence, le ventilateur de refroidissement est monté entre la première section de compression et le moteur électrique, et est configuré pour comprimer le gaz de refroidissement afin de fournir le gaz de refroidissement comprimé à la boucle de refroidissement de l’ensemble moteur-compresseur intégré.
De manière avantageuse, l’ensemble moteur-compresseur intégré comprend la boucle de refroidissement comportant un dispositif de filtration, le dispositif de filtration étant raccordé au ventilateur de refroidissement et au moteur électrique de sorte qu’une première partie du gaz de refroidissement comprimé filtré par le dispositif de filtration s’écoule à travers le moteur électrique pour refroidir le moteur électrique.
De préférence, le dispositif de filtration est en outre raccordé à chaque palier magnétique de sorte qu’une deuxième partie du gaz de refroidissement comprimé filtré par le dispositif de filtration s’écoule à travers les paliers magnétiques pour refroidir les paliers magnétiques.
De manière avantageuse, l’ensemble moteur-compresseur intégré comprend en outre un carter étanche, l’arbre d’entraînement, le moteur électrique, la première section de compression, la deuxième section de compression, le ventilateur de refroidissement et les paliers magnétiques étant agencés dans le carter étanche, la boucle de refroidissement comprenant en outre un conduit d’échappement configuré pour évacuer la première partie du gaz de refroidissement comprimé, chauffée par le moteur électrique, libérée à l’intérieur du carter étanche et pour évacuer la deuxième partie du gaz de refroidissement comprimé, chauffée par les paliers magnétiques, libérée à l’intérieur du carter étanche.
De préférence, le ventilateur de refroidissement est configuré pour aspirer le gaz de refroidissement.
De manière avantageuse, l’ensemble moteur-compresseur intégré comprend en outre la boucle de refroidissement comprenant un dispositif de filtration raccordé à l’entrée de gaz et au moteur électrique de sorte qu’une première partie du gaz de refroidissement filtré par le dispositif de filtration s’écoule à travers le moteur électrique pour refroidir le moteur électrique, le gaz de refroidissement chauffé par le moteur électrique étant aspiré par le ventilateur de refroidissement.
De préférence, le ventilateur de refroidissement comprend une sortie de gaz configurée pour distribuer le gaz de refroidissement aspiré par le ventilateur de refroidissement, l’ensemble moteur-compresseur intégré comprend en outre :
– un carter étanche, l’arbre d’entraînement, le moteur électrique, la première section de compression, la deuxième section de compression et le ventilateur de refroidissement étant agencés dans le carter étanche,
– un dispositif d’aspiration configuré pour aspirer du gaz s’échappant à l’intérieur du carter étanche en provenance de la section de compression parmi les première et deuxième sections de compression la plus éloignée du ventilateur de refroidissement et pour injecter le gaz aspiré dans une entrée de gaz de la première ou de la deuxième section de compression,
– un diffuseur de gaz configuré pour recevoir une deuxième partie du gaz de refroidissement filtré et diffuser la deuxième partie du gaz de refroidissement filtré dans le carter étanche,
– le diffuseur de gaz étant agencé entre le moteur électrique et la section de compression parmi les première et deuxième sections de compression la plus éloignée du ventilateur de refroidissement et le dispositif d’aspiration étant agencé entre la section de compression parmi les première et deuxième sections de compression la plus éloignée du ventilateur de refroidissement et le diffuseur de gaz, et
– un système de gaz tampon raccordé à la sortie de gaz du ventilateur de refroidissement et agencé entre le diffuseur de gaz et le dispositif d’aspiration, et configuré pour diffuser une partie du gaz de refroidissement aspiré par le ventilateur de refroidissement.
De manière avantageuse, le dispositif de filtration est en outre raccordé à chaque palier magnétique de sorte qu’une troisième partie du gaz de refroidissement filtré s’écoule à travers les paliers magnétiques pour refroidir les paliers magnétiques, le gaz de refroidissement chauffé par les paliers magnétiques étant aspiré par le ventilateur de refroidissement.
De préférence, le dispositif de filtration est agencé à l’extérieur du carter étanche.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée des modes de réalisation, ceci n’étant nullement restrictif, et des dessins annexés dans lesquels :
laFIG. 1 illustre schématiquement un premier mode de réalisation d’un ensemble moteur-compresseur intégré selon l’invention ;
laFIG. 2 illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré selon l’invention ;
laFIG. 3 illustre schématiquement un troisième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré selon l’invention ; et
laFIG. 4 illustre schématiquement un quatrième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré selon l’invention.
Il est fait référence à laFIG. 1 qui représente schématiquement un premier mode de réalisation d’un ensemble moteur-compresseur intégré 1.
L’ensemble moteur-compresseur intégré 1 comporte un moteur électrique 2 monté sur un arbre d’entraînement 3, deux sections de compression 4, 5 et un carter étanche 6.
Le moteur électrique 2 et les deux sections de compression 4, 5 sont agencés dans le carter étanche 6.
Une première section de compression 4 est en porte-à-faux à une première extrémité de l’arbre d’entraînement 3 et la deuxième section de compression 5 est en porte-à-faux à la deuxième extrémité de l’arbre d’entraînement 3.
Chaque section de compression 4, 5 comporte une entrée de gaz 4a, 5a et une sortie de gaz 4b, 5b.
Telle que représentée, l’entrée de gaz 4a, 5a de chaque section de compression 4, 5 peut être une entrée de gaz axiale.
L’entrée de gaz 4a de la première section de compression 4 est raccordée à une entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1, l’entrée de gaz 5a de la deuxième section de compression 5 est raccordée à la sortie de gaz 4b de la première section de compression 4 et la sortie de gaz 5b de la deuxième section de compression 5 est raccordée à la sortie de gaz 8 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
Chaque section de compression 4, 5 peut comprendre une roue de compression 4c, 5c.
Chaque section de compression 4, 5 comprend des dispositifs d’étanchéité 4d, 5d pour empêcher le gaz de s’échapper dans le carter étanche 6 à partir de ladite section de compression 4, 5.
La première section de compression 4 est destinée à être entraînée par le moteur électrique 2 pour comprimer un gaz s’écoulant dans l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 et pour distribuer le gaz comprimé à l’entrée de gaz 5a de la deuxième section de compression 5.
La deuxième section de compression 5 est destinée à être entraînée par le moteur électrique 2 pour comprimer davantage le gaz distribué par la première section de compression 4 et pour distribuer le gaz comprimé qui a été davantage comprimé par la deuxième section de compression 5 à la sortie de gaz 8 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
L’arbre d’entraînement 3 est supporté par deux paliers 9, 10 dans le carter étanche 6.
Chaque palier 9, 10 comprend un palier radial et un palier axial.
Les première et deuxième sections de compression 4, 5 sont en porte-à-faux.
Les paliers 9, 10 peuvent comprendre des paliers à gaz ou, de préférence, des paliers magnétiques.
Il est supposé ci-après que les paliers 9, 10 sont des paliers magnétiques, chaque palier 9, 10 comprend un palier magnétique radial et/ou un palier magnétique axial.
Un premier palier 9 est agencé entre la première section de compression 4 et le moteur électrique 2, et le deuxième palier 10 est agencé entre la deuxième section de compression 5 et le moteur électrique 2.
L’ensemble moteur-compresseur intégré 1 comprend en outre une boucle de refroidissement 11 et un ventilateur de refroidissement 12.
Le ventilateur de refroidissement 12 est monté en porte-à-faux sur l’arbre d’entraînement 3 entre la première section de compression 4 et le moteur électrique 2.
Cet ensemble moteur-compresseur intégré 1 permet de réaliser un ensemble moteur-compresseur intégré à double porte-à-faux combiné avec un ventilateur 12 au lieu d’une vanne de commande connue dans l’art antérieur qui génère une chute de pression et une baisse de débit importantes dans l’ensemble.
Le ventilateur de refroidissement 12 entraîné par l’arbre d’entraînement 3 est destiné à faire circuler une partie du gaz prélevé au niveau l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 dans la boucle de refroidissement 11.
La partie du gaz prélevé au niveau de l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 est nommée gaz de refroidissement.
Le ventilateur de refroidissement 12 comprend une entrée de gaz 12a raccordée à l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1, une sortie de gaz 12b, une roue de compression 12c et des dispositifs d’étanchéité 12d pour empêcher que le gaz comprimé par le ventilateur de refroidissement 12 s’échappe dans le carter étanche 6.
La boucle de refroidissement 11 comporte un dispositif de filtration 13 comprenant une entrée 13a raccordée à la sortie de gaz 12b du ventilateur de refroidissement 12, et une sortie 13b raccordée au moteur électrique 2 et/ou aux paliers magnétiques 9, 10.
Les dispositifs d’étanchéité 4d, 5d peuvent comprendre des labyrinthes et peuvent comprendre en outre des conduites de raccordement intermédiaires (non représentées) raccordées à l’entrée de gaz 7 et à la sortie 13b du dispositif de filtration 13. L’agencement des labyrinthes et des différentes conduites de raccordement est réalisé de sorte que du gaz non filtré ne puisse pas entrer dans un palier ni dans des éléments de compresseur, tels que les paliers magnétiques 9, 10 et le moteur électrique 2.
Chaque conduite de raccordement intermédiaire peut, par exemple, comprendre un tuyau.
Le dispositif d’étanchéité 12d peut comprendre des labyrinthes et peut comprendre en outre un raccordement intermédiaire à la sortie 13b.
Les dispositifs d’étanchéité 4d, 5d et 12d évitent que du gaz non filtré s’écoule à l’intérieur des paliers magnétiques 9, 10 et du moteur électrique 2.
L’ensemble moteur-compresseur intégré 1 comprend en outre un conduit d’échappement 14 raccordant l’intérieur du carter étanche 6 à l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
Lorsque le moteur électrique 2 entraîne l’arbre d’entraînement 3, le ventilateur de refroidissement 12 comprime le gaz de refroidissement pour fournir le gaz de refroidissement comprimé à la boucle de refroidissement 11 et le dispositif de filtration 13 filtre le gaz de refroidissement comprimé. Le gaz de refroidissement comprimé s’écoule dans le moteur électrique 2 et/ou les paliers magnétiques 9, 10.
Une première partie du gaz de refroidissement comprimé filtré par le dispositif de filtration 13 s’écoule à travers le moteur électrique 2 pour refroidir le moteur électrique 2 et une deuxième partie du gaz de refroidissement comprimé filtré par le dispositif de filtration 13 s’écoule à travers les paliers magnétiques 9, 10 pour refroidir les paliers magnétiques 9, 10.
La première partie du gaz de refroidissement comprimé chauffée par le moteur électrique 2 et la deuxième partie du gaz de refroidissement comprimé chauffée par les paliers magnétiques 9, 10 sont libérées à l’intérieur du carter étanche 6.
Le gaz de refroidissement chauffé libéré dans le carter étanche 6 est évacué par l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 par le biais du conduit d’échappement 14.
Le ventilateur de refroidissement 12 est conçu de sorte que la pression au niveau de la sortie de gaz 12b soit égale à une pression prédéterminée déterminée selon l’écoulement de gaz de refroidissement circulant dans le moteur électrique 2 et/ou les paliers magnétiques 9, 10, et selon la chute de pression dans la boucle de refroidissement 11.
Tel que représenté, le dispositif de filtration 13 peut être agencé à l’extérieur du carter étanche 6.
En variante, le dispositif de filtration 13 peut être agencé à l’intérieur du carter étanche 6.
Le gaz non filtré s’écoulant dans l’entrée de gaz 7 peut comporter des particules susceptibles d’endommager des composants à l’intérieur du carter étanche 6, par exemple, susceptibles d’endommager les paliers magnétiques 9, 10 et/ou le moteur électrique 2.
Les particules peuvent être un produit de corrosion d’une tuyauterie de traitement, de la rouille, des gouttelettes d’eau transférées par un flux de traitement ou toute particule solide présente dans le gaz traité s’écoulant dans l’entrée de gaz 7.
Le dispositif de filtration 13 est conçu pour éliminer ces composants du gaz s’écoulant dans l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
Le ventilateur de refroidissement 12 peut être agencé à proximité de la première section de compression 4 de sorte que le gaz qui peut s’échapper de la première section de compression 4 à travers les dispositifs d’étanchéité 4d de la première section de compression 4 s’écoule dans le ventilateur de refroidissement 12 pour empêcher que du gaz non filtré s’écoule à l’intérieur du carter étanche 6.
LaFIG. 2 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
Les mêmes références désignent les mêmes éléments que ceux précédemment référencés dans le premier mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 représenté sur laFIG. 1 .
L’ensemble moteur-compresseur intégré 1 comprend le moteur électrique 2, l’arbre d’entraînement 3, les première et deuxième sections de compression 4, 5, le carter étanche 6, l’entrée de gaz 7, la sortie de gaz 8 et les paliers magnétiques 9, 10 agencés comme décrit ci-dessus dans le premier mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
L’ensemble moteur-compresseur intégré 1 comprend en outre le ventilateur de refroidissement 12 en porte-à-faux et le dispositif de filtration 13.
Comme exposé ci-après, dans le deuxième mode de réalisation, le ventilateur de refroidissement 12 est destiné à aspirer du gaz de refroidissement.
L’entrée de gaz 12a du ventilateur de refroidissement 12 est agencée dans le carter étanche 6 pour aspirer du gaz dans le carter étanche 6 et la sortie de gaz 12b du ventilateur de refroidissement 12 est raccordée à l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
Le ventilateur de refroidissement 12 est monté sur l’arbre d’entraînement 3 entre la première section de compression 4 et le moteur électrique 2.
L’ensemble moteur-compresseur intégré 1 comprend une boucle de refroidissement 15 comprenant le dispositif de filtration 13.
L’entrée 13a du dispositif de filtration 13 est raccordée à l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 et la sortie 13b du dispositif de filtration 13 est raccordée au moteur électrique 2 et aux paliers magnétiques 9, 10.
Lorsque le moteur électrique 2 entraîne l’arbre d’entraînement 3, le ventilateur de refroidissement 12 crée une dépression à l’intérieur du carter étanche 6 de sorte qu’une partie du gaz prélevé à l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 (gaz de refroidissement) soit aspirée à travers le dispositif de filtration 13 pour être filtrée. Le gaz de refroidissement filtré peut ensuite être divisé en une première partie, une deuxième partie et une troisième partie. La première partie du gaz de refroidissement filtré est aspirée à travers le moteur électrique 2 et la deuxième partie du gaz de refroidissement filtré est aspirée à travers les paliers magnétiques 9, 10.
La première partie du gaz de refroidissement comprimé chauffée par le moteur électrique 2 et la deuxième partie du gaz de refroidissement comprimé chauffée par les paliers magnétiques 9, 10 libérées à l’intérieur du carter étanche 6 sont aspirées par le ventilateur de refroidissement 12 et poussées par le ventilateur de refroidissement 12 dans l’entrée de gaz 7 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
Lorsqu’une dépression est créée à l’intérieur du carter étanche 6, pour éviter que du gaz non filtré dans la première section de compression 4 s’échappe à l’intérieur du carter étanche 6, le ventilateur de refroidissement 12 peut être adjacent à la première section de compression 4. L’ensemble moteur-compresseur intégré 1 peut comprendre un diffuseur de gaz 16 entre le moteur électrique 2 et la deuxième section de compression 5, et un dispositif d’aspiration 17 agencé entre la deuxième section de compression 5 et le diffuseur de gaz 16 pour éviter que du gaz non filtré dans la deuxième section de compression 5 s’échappe à l’intérieur du carter étanche 6.
Le diffuseur de gaz 16 reçoit la troisième partie du gaz de refroidissement filtré et diffuse la troisième partie du gaz de refroidissement filtré dans le carter étanche 6, la troisième partie du gaz de refroidissement filtré formant une barrière aux gaz.
Le dispositif d’aspiration 17 aspire le gaz s’échappant à l’intérieur du carter étanche 6 en provenance de la section de compression parmi les première et deuxième sections de compression 4, 5 qui est agencée le plus loin du ventilateur de refroidissement 12 et injecte le gaz aspiré dans l’entrée de gaz de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
L’ensemble moteur-compresseur intégré 1 comprend en outre un système de gaz tampon 18 raccordé à la sortie de gaz 12b du ventilateur de refroidissement 12 et agencé entre le diffuseur de gaz 16 et le dispositif d’aspiration 17.
Le système de gaz tampon 18 reçoit une partie du gaz de refroidissement aspiré par le ventilateur de refroidissement 12 et diffuse ladite partie du gaz de refroidissement pour créer une zone tampon en légère surpression empêchant que du gaz non filtré s’échappant du dispositif d’aspiration 17 s’écoule dans le diffuseur de gaz 16 et s’écoule dans le carter étanche 6.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif d’aspiration 17 aspire le gaz s’échappant de la deuxième section de compression 5 à l’intérieur du carter étanche 6 et injecte le gaz aspiré dans l’entrée de gaz 5a de la deuxième section de compression 5.
Dans ce mode de réalisation, le ventilateur de refroidissement 12 est conçu de sorte que la pression au niveau de la sortie 13b du dispositif de filtration 13 soit égale à une pression prédéterminée déterminée selon l’écoulement de gaz de refroidissement circulant dans le moteur électrique 2 et/ou les paliers 9, 10, et selon la chute de pression dans la boucle de refroidissement 15.
Tel que représenté, le dispositif de filtration 13 peut être agencé à l’extérieur du carter étanche 6.
En variante, le dispositif de filtration 13 peut être agencé à l’intérieur du carter étanche 6.
LaFIG. 3 représente schématiquement un troisième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
Les mêmes références désignent les mêmes éléments que ceux précédemment référencés dans le premier mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 représenté sur les figures 1 et 2.
Le troisième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 diffère du deuxième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 illustré sur laFIG. 2 en ce que l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 comprend un premier tuyau 19 raccordant un premier raccordement du moteur électrique 2 à l’entrée de gaz 12a du ventilateur de refroidissement 12 et un deuxième tuyau 20 raccordant un deuxième raccordement du moteur électrique 2 à l’entrée de gaz 12a du ventilateur de refroidissement 12.
Le premier raccordement du moteur électrique 2 se trouve sur un premier côté du moteur électrique 2 et le deuxième raccordement du moteur électrique 2 se trouve sur un côté du moteur électrique 2 opposé au premier côté du moteur électrique 2.
La première partie du gaz de refroidissement comprimé chauffée par le moteur électrique 2 est aspirée par le ventilateur de refroidissement 12 par le biais des premier et deuxième tuyaux 19, 20 formant un refroidissement bilatéral.
Les premier et deuxième tuyaux 19, 20 se trouvent à l’intérieur du carter étanche 6 tel que représenté.
En variante, le premier tuyau 19 et/ou le deuxième tuyau 20 peuvent se trouver à l’extérieur du carter étanche 6.
Dans un autre mode de réalisation, le premier tuyau 19 peut être remplacé par un canal percé dans au moins une paroi du carter étanche 6, le canal raccordant le deuxième raccordement du moteur électrique 2 à l’entrée de gaz 12a du ventilateur de refroidissement 12.
Une première extrémité d’un tuyau 21 est raccordée à l’entrée de gaz 12a du ventilateur de refroidissement 12 et la deuxième extrémité du tuyau 21 débouche dans le carter étanche 6 de sorte que le ventilateur de refroidissement 12 aspire le gaz de refroidissement comprimé libéré à l’intérieur du carter étanche 6.
LaFIG. 4 représente schématiquement un quatrième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
Les mêmes références désignent les mêmes éléments que ceux précédemment référencés dans le premier mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 représenté sur les figures 1 et 2.
Le quatrième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 diffère du deuxième mode de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 illustré sur laFIG. 2 en ce que le ventilateur de refroidissement 12 est monté en porte-à-faux sur l’arbre d’entraînement 3 entre la deuxième section de compression 5 et le moteur électrique 2, le diffuseur de gaz 16 est agencé entre le moteur électrique 2 et la première section de compression 4, et le dispositif d’aspiration 17 est agencé entre la première section de compression 4 et le diffuseur de gaz 16 pour éviter que du gaz non filtré dans la première section de compression 4 s’échappe à l’intérieur du carter étanche 6.
Le système de gaz tampon 18 est raccordé à la sortie de gaz 12b du ventilateur de refroidissement 12 et agencé entre le diffuseur de gaz 16 et le dispositif d’aspiration 17.
Le dispositif d’aspiration 17 aspire le gaz s’échappant de la première section de compression 4 à l’intérieur du carter étanche 6 et injecte le gaz aspiré dans l’entrée de gaz 5a de la deuxième section de compression 5.
Dans les modes de réalisation de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1, le gaz de refroidissement destiné à refroidir le moteur électrique 2 et/ou les paliers 9, 10 est prélevé au niveau de l’entrée de gaz de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 de sorte que le gaz de refroidissement ne soit pas comprimé par une section de compression 4, 5 de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1.
Le gaz de refroidissement est mis en mouvement dans la boucle de refroidissement 15 par la rotation du ventilateur de refroidissement 12 pour refroidir des composants à l’intérieur du carter étanche 6, par exemple, le moteur électrique 2 et/ou les paliers 9, 10.
Le terme « en porte-à-faux » signifie qu’un composant de l’ensemble moteur-compresseur intégré tel que le ventilateur de refroidissement 12, la première section de compression 4 ou la deuxième section de compression 5 n’est pas situé entre les premier et deuxième paliers 9, 10.
Ledit composant est positionné en porte-à-faux par rapport aux premier et deuxième paliers 9, 10.
Étant donné que l’énergie consommée par le ventilateur de refroidissement 12 pour mettre le gaz de refroidissement en mouvement dans la boucle de refroidissement 15 est plus faible que l’énergie consommée pour comprimer le gaz de refroidissement dans la première section de compression 4, l’énergie consommée par l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 est réduite par rapport à un ensemble moteur-compresseur intégré 1 comprenant une boucle de refroidissement comportant une vanne de commande configurée pour détendre le gaz connue dans l’art antérieur.
En outre, la fiabilité du ventilateur de refroidissement est supérieure à la fiabilité d’une vanne de commande régulée détendant du gaz à une pression prédéterminée connue dans l’art antérieur de sorte que la fiabilité de l’ensemble moteur-compresseur intégré 1 soit améliorée.
Claims (10)
- Ensemble moteur-compresseur intégré (1) comprenant :
- une entrée de gaz (7),
- un arbre d’entraînement (3),
- des paliers magnétiques (9, 10) supportant l’arbre d’entraînement (3),
- un moteur électrique (2) monté sur un arbre d’entraînement,
- une première section de compression (4) en porte-à-faux à une première extrémité de l’arbre d’entraînement et configurée pour comprimer un gaz s’écoulant au niveau de l’entrée de gaz de l’ensemble moteur-compresseur intégré, et
- une deuxième section de compression (5) en porte-à-faux à une deuxième extrémité de l’arbre d’entraînement,
- Ensemble moteur-compresseur intégré selon la revendication 1, dans lequel le ventilateur de refroidissement (12) est monté entre la première section de compression (4) et le moteur électrique (2), le ventilateur de refroidissement (12) étant configuré pour comprimer le gaz de refroidissement afin de fournir le gaz de refroidissement comprimé à la boucle de refroidissement (11) de l’ensemble moteur-compresseur intégré.
- Ensemble moteur-compresseur intégré selon la revendication 2, comprenant en outre la boucle de refroidissement (11) comportant un dispositif de filtration (13), le dispositif de filtration étant raccordé au ventilateur de refroidissement (12) et au moteur électrique (2) de sorte qu’une première partie du gaz de refroidissement comprimé filtré par le dispositif de filtration s’écoule à travers le moteur électrique pour refroidir le moteur électrique.
- Ensemble moteur-compresseur intégré selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de filtration (13) est en outre raccordé à chaque palier magnétique de sorte qu’une deuxième partie du gaz de refroidissement comprimé filtré par le dispositif de filtration s’écoule à travers les paliers magnétiques pour refroidir les paliers magnétiques.
- Ensemble moteur-compresseur intégré selon la revendication 4, comprenant en outre un carter étanche (6), l’arbre d’entraînement (3), le moteur électrique (2), la première section de compression (4), la deuxième section de compression (5), le ventilateur de refroidissement (12) et les paliers magnétiques (9, 10) étant agencés dans le carter étanche (6), la boucle de refroidissement (11) comprenant en outre un conduit d’échappement (14) configuré pour évacuer la première partie du gaz de refroidissement comprimé, chauffée par le moteur électrique (2), libérée à l’intérieur du carter étanche et pour évacuer la deuxième partie du gaz de refroidissement comprimé, chauffée par les paliers magnétiques (9, 10), libérée à l’intérieur du carter étanche.
- Ensemble moteur-compresseur intégré selon la revendication 1, dans lequel le ventilateur de refroidissement (12) est configuré pour aspirer le gaz de refroidissement.
- Ensemble moteur-compresseur intégré selon la revendication 6, comprenant en outre la boucle de refroidissement (15) comprenant un dispositif de filtration (13) raccordé à l’entrée de gaz (7) et au moteur électrique (2) de sorte qu’une première partie du gaz de refroidissement filtré par le dispositif de filtration s’écoule à travers le moteur électrique pour refroidir le moteur électrique, le gaz de refroidissement chauffé par le moteur électrique étant aspiré par le ventilateur de refroidissement.
- Ensemble moteur-compresseur intégré selon la revendication 7, dans lequel le ventilateur de refroidissement (12) comprend une sortie de gaz (12b) configurée pour distribuer le gaz de refroidissement aspiré par le ventilateur de refroidissement (12), l’ensemble moteur-compresseur intégré comprenant en outre :
- un carter étanche (6), l’arbre d’entraînement (3), le moteur électrique (2), la première section de compression (4), la deuxième section de compression (5) et le ventilateur de refroidissement (12) étant agencés dans le carter étanche (6),
- un dispositif d’aspiration (17) configuré pour aspirer du gaz s’échappant à l’intérieur du carter étanche (6) en provenance de la section de compression parmi les première et deuxième sections de compression (4, 5) la plus éloignée du ventilateur de refroidissement (12) et pour injecter le gaz aspiré dans une entrée de gaz de la première ou de la deuxième section de compression,
- un diffuseur de gaz (16) configuré pour recevoir une deuxième partie du gaz de refroidissement filtré et diffuser la deuxième partie du gaz de refroidissement filtré dans le carter étanche (6),
- le diffuseur de gaz (16) étant agencé entre le moteur électrique (2) et la section de compression parmi les première et deuxième sections de compression (4, 5) la plus éloignée du ventilateur de refroidissement (12), et le dispositif d’aspiration (17) étant agencé entre la section de compression parmi les première et deuxième sections de compression (4, 5) la plus éloignée du ventilateur de refroidissement (12) et le diffuseur de gaz (16), et
- un système de gaz tampon (18) raccordé à la sortie de gaz du ventilateur de refroidissement et agencé entre le diffuseur de gaz et le dispositif d’aspiration, et configuré pour diffuser une partie du gaz de refroidissement aspiré par le ventilateur de refroidissement.
- Ensemble moteur-compresseur intégré selon la revendication 8, dans lequel le dispositif de filtration (13) est en outre raccordé à chaque palier magnétique de sorte qu’une troisième partie du gaz de refroidissement comprimé filtré s’écoule à travers les paliers magnétiques pour refroidir les paliers magnétiques, le gaz de refroidissement chauffé par les paliers magnétiques étant aspiré par le ventilateur de refroidissement.
- Ensemble moteur-compresseur intégré selon l’une quelconque des revendications 5, 8 et 9, dans lequel le dispositif de filtration (13) est agencé à l’extérieur du carter étanche.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2403811A FR3161267A1 (fr) | 2024-04-12 | 2024-04-12 | Ensemble moteur-compresseur intégré |
| PCT/EP2025/060097 WO2025215229A1 (fr) | 2024-04-12 | 2025-04-11 | Ensemble moteur-compresseur intégré |
| PCT/EP2025/060106 WO2025215231A1 (fr) | 2024-04-12 | 2025-04-11 | Ensemble moteur-compresseur intégré |
| PCT/EP2025/060130 WO2025215239A1 (fr) | 2024-04-12 | 2025-04-11 | Ensemble moteur-compresseur intégré |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2403811 | 2024-04-12 | ||
| FR2403811A FR3161267A1 (fr) | 2024-04-12 | 2024-04-12 | Ensemble moteur-compresseur intégré |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3161267A1 true FR3161267A1 (fr) | 2025-10-17 |
Family
ID=91923742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2403811A Pending FR3161267A1 (fr) | 2024-04-12 | 2024-04-12 | Ensemble moteur-compresseur intégré |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3161267A1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1218076B (de) * | 1962-09-29 | 1966-06-02 | Siemens Ag | Kernreaktor-Kuehlgeblaese mit Fluessigkeitswellendichtung |
| FR2923085A1 (fr) * | 2007-10-25 | 2009-05-01 | Airtechnologies | Appareil d'alimentation en gaz pour pile a combustible, notamment pour vehicule automobile |
| US20130315755A1 (en) * | 2012-05-23 | 2013-11-28 | Ilia Oxman | Temperature control system for a machine and methods of operating same |
| CN117108526A (zh) * | 2023-08-25 | 2023-11-24 | 雷茨智能装备(广东)有限公司 | 高效散热的磁悬浮离心压缩机 |
-
2024
- 2024-04-12 FR FR2403811A patent/FR3161267A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1218076B (de) * | 1962-09-29 | 1966-06-02 | Siemens Ag | Kernreaktor-Kuehlgeblaese mit Fluessigkeitswellendichtung |
| FR2923085A1 (fr) * | 2007-10-25 | 2009-05-01 | Airtechnologies | Appareil d'alimentation en gaz pour pile a combustible, notamment pour vehicule automobile |
| US20130315755A1 (en) * | 2012-05-23 | 2013-11-28 | Ilia Oxman | Temperature control system for a machine and methods of operating same |
| CN117108526A (zh) * | 2023-08-25 | 2023-11-24 | 雷茨智能装备(广东)有限公司 | 高效散热的磁悬浮离心压缩机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2619419B1 (fr) | Systeme de pressurisation des enceintes de paliers des turbomachines par de l'air preleve dans la manche d'entree | |
| WO2006125909A1 (fr) | Compresseur frigorifique a spirales | |
| EP1613864A1 (fr) | Groupe moto-compresseur centrifuge | |
| JP2608605B2 (ja) | 真空ポンプ | |
| JP2008255798A (ja) | オイルフリーロータリコンプレッサのロータ軸シール方法及び装置 | |
| FR2675213A1 (fr) | Systeme formant barriere pour l'huile de lubrification des paliers d'un compresseur centrifuge muni de joints d'etancheite a labyrinthe installe dans un environnement confine. | |
| FR2591287A1 (fr) | Groupe compresseur a vis et appareil integre a separateur d'huile et valve a tiroir. | |
| CA2564491C (fr) | Dispositif de ventilation de disques de turbine dans un moteur a turbine a gaz | |
| EP3097272A1 (fr) | Enceinte de palier d'une turbomachine | |
| FR2503293A1 (fr) | Deflecteur d'huile a joint d'air | |
| FR3161267A1 (fr) | Ensemble moteur-compresseur intégré | |
| EP0513222A1 (fr) | Systeme de filtrage du lubrifiant d'une pompe centrifuge | |
| FR2916022A1 (fr) | Pompe a vide seche | |
| JP2978339B2 (ja) | 真空ポンプ | |
| EP1467104A1 (fr) | Groupe moto-compresseur centrifuge à réfrigération assistée | |
| FR3161266A1 (fr) | Ensemble moteur-compresseur intégré | |
| CA2891760A1 (fr) | Assemblage d'etancheite pour turbomachine | |
| FR3033371A1 (fr) | Separateur liquide/gaz et groupe motocompresseur centrifuge dote d'un tel separateur | |
| FR2569780A1 (fr) | Procede et dispositif d'etancheite et de pressurisation pour sorties d'arbres de compresseur d'air exempt d'huile | |
| FR3161265A1 (fr) | Ensemble moteur-compresseur intégré | |
| FR2528124A1 (fr) | Groupe motopompe pour puits de forage et procede de protection s'y rapportant | |
| FR3119209A1 (fr) | Pompe à vide de type sèche et groupe de pompage | |
| TW202447079A (zh) | 真空泵 | |
| FR2845432A1 (fr) | Compresseur a piston axial de co2 pour des installations de climatisation de vehicules automobiles | |
| FR2906567A1 (fr) | Turbocompresseur comprenant un rouet double pourvu d'un palier a air |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20251017 |