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JP2019535948A - 分離された冷却気路を備えたターボ圧縮機 - Google Patents

分離された冷却気路を備えたターボ圧縮機 Download PDF

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Abstract

本発明は、空気などの気体を圧縮して外部に供給するターボ圧縮機であって、気体を吸い込む圧縮気体吸入口、圧縮気体吸入口を通じて吸い込まれた気体を圧縮する羽根車、羽根車によって圧縮された気体を外部に排出する圧縮気体排出口、及び圧縮気体吸入口から圧縮気体排出口まで連通する圧縮気体流路を含む圧縮ユニットと、羽根車を回転させるために、羽根車に結合された前端部を有する回転軸を含むモータと、モータを収容するモータ収容空間を有するハウジングと、モータ収容空間を通過するように設けられた冷却気路であって、該冷却気路の内部に収容された冷却用気体を循環させることができる、該冷却気路と、を備え、圧縮気体流路は、冷却気路に対して空間的に分離されており、これにより、圧縮気体流路の内部に存在する気体が冷却気路に流入することができないように構成したことを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、ターボ圧縮機に係り、特に圧縮ユニットの圧力損失を生じることなくモータを効率よく冷却することができるターボ圧縮機に関する。
ターボ圧縮機(turbo compressor)またはターボブロワー(turbo blower)は、羽根車(impeller)を高速回転させることで、外部の空気やガスを吸い込んで圧縮した後、外部に送風する遠心ポンプであり、粉体(powder)移送用や下水処理場などで曝気用として一般的に使用されており、最近では、産業工程用及び自動車搭載用としても使用されている。
このようなターボ圧縮機では、羽根車の高速回転によってモータ及び軸受において摩擦による高熱が発生することは避けられないので、主要発熱源(heat source)であるモータと軸受に対する冷却が必要である。
従来のターボ圧縮機の一例が、韓国特許(公開番号10−2015−0007755)に開示されている。この従来のターボ圧縮機では、羽根車によって圧縮された空気の一部を活用して、羽根車を回転させるためのモータ及び軸受を冷却した後に、それをモータの回転軸の内部穴を通じて再び羽根車側に流入させる構造となっている。
しかし、この従来のターボ圧縮機の場合には、冷却システムの構成を単純化させることができるという利点はあるが、羽根車によって圧縮された空気の一部を冷却用気体として利用するので、羽根車によって圧縮された空気の圧力損失が発生するという問題点がある。
さらに、この従来のターボ圧縮機の場合には、冷却用気体がモータ及び軸受によって加熱された後、再び羽根車側に流入するので、羽根車によって圧縮される空気の温度が上昇し、それにより、ターボ圧縮機の圧縮効率がさらに低下するという問題点がある。
本発明は、上記の問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、圧縮ユニットの圧力損失を生じることなくモータを効率よく冷却することができるターボ圧縮機を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明によるターボ圧縮機は、空気などの気体を圧縮して外部に供給するターボ圧縮機であって、前記気体が吸い込まれる圧縮気体吸入口;前記圧縮気体吸入口を通じて流入された気体を圧縮する羽根車;前記羽根車によって圧縮された前記気体が外部に排出される圧縮気体排出口;前記圧縮気体吸入口から前記圧縮気体排出口まで連結されている圧縮気体流路;を備える圧縮ユニットと、前記羽根車を回転させるために、前端部が前記羽根車と結合されている回転軸を備えるモータと、前記モータを収容するモータ収容空間を備えたハウジングと、前記モータ収容空間を通るように設けられ、内部に収容された冷却用気体が循環可能に形成された冷却気路と、を含み、前記圧縮気体流路は、前記冷却気路と空間的に分離されることで、前記圧縮気体流路の内部にある気体が前記冷却気路に流入することができないことを特徴とする。
ここで、前記冷却気路は、前記ハウジングを冷却するために、前記ハウジングを貫通する気路を含むことが望ましい。
ここで、前記冷却気路の内部に収容された冷却用気体を循環させるための冷却ファンを含むことが望ましい。
ここで、前記冷却ファンは、前記回転軸の後端部に配され、前記回転軸の回転力によって回転することが望ましい。
ここで、冷却用液体が循環可能に形成された冷却水路を含むことが望ましい。
ここで、前記冷却水路は、前記ハウジングを冷却するために、前記ハウジングを貫通する水路を含むことが望ましい。
ここで、前記冷却水路は、前記冷却気路の内部に収容された冷却用気体と熱交換可能に設けられることが望ましい。
ここで、前記冷却気路は、前記ハウジングを冷却するために、前記ハウジングを貫通する気路を含み、前記ハウジングを貫通する気路と前記ハウジングを貫通する水路は、前記回転軸の長さ方向に沿って延びており、前記回転軸の円周方向に沿って交互に配されていてもよい。
ここで、前記冷却水路と前記冷却気路との間には、熱交換効率を増加させることができる冷却フィンが設けられていることが望ましい。
ここで、前記ハウジングは、前記モータ収容空間を備える内側ハウジングと、前記内側ハウジングを取り囲む外側ハウジングと、を備え、前記冷却気路は、前記内側ハウジングの外面と前記外側ハウジングの内面との間に設けられていることが望ましい。
本発明によれば、本発明は、空気などの気体を圧縮して外部に供給するターボ圧縮機であって、気体を吸い込む圧縮気体吸入口、圧縮気体吸入口を通じて吸い込まれた気体を圧縮する羽根車、羽根車によって圧縮された気体を外部に排出する圧縮気体排出口、及び圧縮気体吸入口から圧縮気体排出口まで連通する圧縮気体流路を含む圧縮ユニットと、羽根車を回転させるために、羽根車に結合された前端部を有する回転軸を含むモータと、モータを収容するモータ収容空間を有するハウジングと、モータ収容空間を通過するように設けられた冷却気路であって、該冷却気路の内部に収容された冷却用気体を循環させることができる、該冷却気路と、を備え、圧縮気体流路は、冷却気路に対して空間的に分離されており、これにより、圧縮気体流路の内部に存在する気体が冷却気路に流入することができないように構成されているので、圧縮ユニットの圧力損失を生じることなくモータを効率よく冷却することができるという効果がある。
本発明の一実施例であるターボ圧縮機の断面図である。 図1に図示されたターボ圧縮機の部分拡大図である。 図1に図示されたターボ圧縮機のA−A線の断面図である。 図1に図示されたターボ圧縮機のB−B線の断面図である。 図1に図示されたターボ圧縮機のC−C線の断面図である。 図1に図示されたターボ圧縮機の冷却用液体流れを示す図面である。 本発明の第2実施例であるターボ圧縮機の断面図である。 図7に図示されたターボ圧縮機のA−A線の断面図である。 図7に図示されたターボ圧縮機のB−B線の断面図である。 図7に図示されたターボ圧縮機のC−C線の断面図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例であるターボ圧縮機の断面図であり、図2は、図1に図示されたターボ圧縮機の部分拡大図である。図3は、図1に図示されたターボ圧縮機のA−A線の断面図である。
図1ないし図3を参照すれば、本発明の望ましい実施例によるターボ圧縮機100は、羽根車(impeller)を高速回転させることで、外気を吸い込んで圧縮した後、外部に送風する遠心ポンプであり、いわゆるターボ圧縮機(turbo compressor)またはターボブロワー(turbo blower)とも称される。このターボ圧縮機100は、ハウジング10、圧縮ユニット20、モータ30、空冷ユニット40、及び水冷ユニット50を備えて構成される。以下では、圧縮対象である気体が空気であることを前提とする。
ハウジング10は、金属材質のハウジング(housing)であって、内側ハウジング11と外側ハウジング12とを含む。
内側ハウジング11は、モータ収容空間13を内部に有する円筒状部材であって、第1中心軸C1を円の中心とする円形断面を有し、第1中心軸C1に沿って延びている。
モータ収容空間13は、後述するモータ30を収容するように、モータ30と対応する形状を有する空間である。
内側ハウジング11は、図1に示すように、左側端部は、開口されており、右側端部には、冷却ファン取付孔111が形成されている。ここで、内側ハウジング11の右側端部は、モータ30を装着するために幾つかの構成品として分離製作されているが、それに係わる詳細な説明は省略する。
外側ハウジング12は、第1中心軸C1を円の中心とする円形断面を有する円筒状部材であって、第1中心軸C1に沿って延びている。
外側ハウジング12は、内側ハウジング11を取り囲む状態で収容するように、内側ハウジング11と対応する形状を有している。
外側ハウジング12の内面と内側ハウジング11の外面は、所定間隔を隔てて互いに離間して対向している。
圧縮ユニット20は、外部の空気を吸い込んで圧縮する装置であって、羽根車21、前方カバー22、及び後方カバー23を含む。
羽根車21は、遠心ポンプの主要構成であり、曲面を有する羽根を複数個備えた輪であって、高速回転自在に装着されている。
前方カバー22は、羽根車21の前方に配される金属部材であって、外部の空気が吸い込まれる圧縮気体吸入口24が形成されている。
前方カバー22は、羽根車21を経た空気が螺旋状に流れるように形成された流路を備えたスクロール(scroll)ケーシング形態に設けられる。
後方カバー23は、羽根車21の後方に配される金属部材であって、ボルトやスクリューによってハウジング10と締結される。
羽根車21は、圧縮気体吸入口24を介して流入された空気を圧縮し、羽根車21によって圧縮された空気は、圧縮気体排出口25を通じて外部に排出される。
圧縮気体吸入口24に吸い込まれた空気は、圧縮気体吸入口24から圧縮気体排出口25まで連通された圧縮気体流路26に沿って移動しつつ圧縮される。
モータ30は、回転力を発生させる電気モータであって、羽根車21に高速回転力を供給するための装置である。このモータ30は、回転軸31、ステータ32、ロータ33、及び軸受34を含む。
回転軸31は、第1中心軸C1に沿って延びた棒部材であって、羽根車21を回転させるために、前端部が羽根車21と相対回転不可能に結合されている。
ステータ32は、界磁コイル(field coil)が巻回される固定子(stator)であって、モータ収容空間13に固定された状態で装着される。
ロータ33は、永久磁石を含む回転子(rotor)であって、回転軸31の中間部に結合されている。
軸受34は、高速回転によって発生する摩擦力を減少させるために、回転軸31を回転自在に支持する空気軸受であって、回転軸31の前端部と後端部にそれぞれ設けられている。
ステータ32とロータ33との間、回転軸31とステータ32との間、回転軸31と軸受34との間のそれぞれには、既定の間隔が存在する。
空冷ユニット40は、冷却用気体を使用してハウジング10及びモータ30を冷却するための装置であって、冷却気路41及び冷却ファン42を含む。ここで、冷却用気体としては、空気または不活性気体が使用される。
冷却気路41は、冷却用気体を収容する通路であって、冷却気路41の内部に収容されている冷却用気体を継続的に循環させることができるように形成されている。
冷却気路41は、図2に示すように、モータ収容空間13及びハウジング10を貫通するように設けられており、後端気路41a、外側気路41b、前端気路41c、中間気路41d、及び内側気路41eを含む。
後端気路41aは、冷却用気体を内側ハウジング11の後端部中心から内側ハウジング11の半径方向に向けて流動させることができるように設けられた気路である。
後端気路41aは、内側ハウジング11の後端部外面と外側ハウジング12の後端部内面との間に設けられた円板状空間である。
外側気路41bは、ハウジング10を冷却するために、ハウジング10を貫通する気路であって、第1中心軸C1に沿って延びている。
外側気路41bは、図3に示すように、内側ハウジング11の外周面、外側ハウジング12の内周面、及び後述する冷却フィン52の表面によって形成される。
複数の外側気路41bが、第1中心軸C1の円周方向に沿って設けられており、後端気路41aに連通されている。
前端気路41cは、冷却用気体を内側ハウジング11の前端部外郭から内側ハウジング11の中心方向に向けて流動させることができるように設けられた気路である。
前端気路41cは、外側気路41bの前端部からモータ収容空間13まで延びている。また、前端気路41cは、内側ハウジング11を貫通する複数の孔41cを含む。
中間気路41dは、外側気路41bの中間部からモータ収容空間13まで延びている。また、中間気路41dは、内側ハウジング11を貫通する複数の孔41dを含む。
内側気路41eは、回転軸31とステータ32との間の空間を通る気路である。
内側気路41eは、前端気路41c、後端気路41a、及び中間気路41dとそれぞれ連通されている。
内側気路41eは、冷却用気体が、ステータ32の界磁コイル、回転軸31、ロータ33、及び軸受34を通過することを可能にする。
冷却気路41は、第1中心軸C1に対して、回転対称または軸対称に設けられ得る。
本実施例では、冷却気路41は、圧縮気体流路26に対して空間的に分離されている。したがって、圧縮気体流路26の内部に存在し、圧縮気体流路26に沿って圧縮される空気が、圧縮気体流路26から冷却気路41に漏出または流入することはない。
冷却ファン42は、冷却気路41の内部に収容された冷却用気体を強制循環させるための冷却ファン(cooling fan)であって、内側ハウジング11の冷却ファン取付孔111に取り付けられている。
本実施例では、冷却ファン42は、回転軸31の後端部に相対回転不可能に結合されているので、回転軸31の回転力によって共に回転する。
水冷ユニット50は、冷却用液体を使用してハウジング10を冷却するための装置であって、冷却水路51、冷却フィン52、冷却用液体流入口53、及び冷却用液体流出口54を含む。ここで、冷却用液体としては、水が使用される。
冷却水路51は、冷却用液体を収容する通路であって、冷却水路51の内部に収容された冷却用気体を継続的に循環させることができるように形成されている。
冷却水路51は、図1及び図3に示すように、内側ハウジング11を貫通するように設けられており、単位水路51a、後端水路51b、及び前端水路51cを含む。
単位水路51aは、内側ハウジング11を貫通する円形水路であって、第1中心軸C1に沿って延びている。
複数の単位水路51aが、図3に示すように、第1中心軸C1の円周方向に沿って互いに離間して設けられている。
後端水路51bは、単位水路51aの後端部を互いに連通する水路であって、図5に示すように、内側ハウジング11の後端部を貫通するように形成されている。
前端水路51cは、単位水路51aの前端部を互いに連通する水路であって、図4に示すように、内側ハウジング11の前端部を貫通するように形成されている。
したがって、冷却水路51は、図6に示すように、内側ハウジング11の円周方向に沿ってジグザグ状に設けられ、内側ハウジング11の側壁全体を取り囲む。
冷却水路51は、第1中心軸C1に対して、回転対称または軸対称に設けられ得る。
冷却フィン52は、冷却水路51に沿って流れる冷却用液体と冷却気路41に沿って流れる冷却用気体との熱交換効率を高めるための冷却フィンである。
冷却フィン52は、図1及び図3に示すように、内側ハウジング11の外周面から内側ハウジング11の半径方向に突出しており、かつ、第1中心軸C1に沿って延びている。
複数の冷却フィン52が、内側ハウジング11の円周方向に沿って互いに離間して設けられている。
冷却フィン52の基端部は、外側ハウジング12の内面に接触している。
冷却用液体流入口53は、冷却用液体が外部から流入される入口であって、冷却水路51の一方の端部に連通されている。冷却用液体流入口53は、外側ハウジング12に設けられている。
冷却用液体流入口53は、外部に設けられたポンプ(図示せず)に連通されており、ポンプから水が供給される。
冷却用液体流出口54は、冷却用液体が外部に流出される出口であって、冷却水路51の他方の端部に連通されている。冷却用液体流出口54は、外側ハウジング12に設けられている。
冷却用液体流出口54から排出された冷却用液体は、外部で冷却した後、再び冷却用液体流入口53を通じて供給するようにしてもよい。
以下、上述した構成のターボ圧縮機100を作動する方法の一例を説明する。
モータ30の回転軸31が回転すると、羽根車21と冷却ファン42とが回転し、圧縮気体吸入口24を通じて流入した空気は、圧縮ユニット20の圧縮気体流路26に沿って流れて圧縮され、圧縮気体排出口25を通じて外部に排出される。このとき、圧縮気体流路26は、冷却気路41に対して空間的に分離されているので、圧縮気体流路26に沿って流れて圧縮される空気が冷却気路41に漏出または流入することはない。すなわち、圧縮気体流路26に沿って流れる空気の流れと、冷却気路41に沿って流れる冷却用気体の流れGとは、互いに混合されない。
冷却気路41の内部に収容された冷却用気体は、冷却ファン42によって強制循環されることで、図2に示すように、ステータ32の界磁コイル、回転軸31、ロータ33、及び軸受34を通過する。
また、冷却水路51の内部に収容された冷却用液体は、冷却用液体流入口53から流入した後、図6に示すように、内側ハウジング11の円周方向に沿ってジグザグ状に流れる冷却用液体流れWを形成し、内側ハウジング11及び外側ハウジング12の両方を冷却した後、冷却用液体流出口54を通じて排出される。
このとき、外側気路41bを通って流れる冷却用気体は、外側気路41bに隣接した単位水路51aを通って流れる冷却用液体によって迅速に冷却される。特に、冷却フィン52に起因して、単位水路51aを流れる冷却用液体と外側気路41bを流れる冷却用気体との熱交換効率は非常に高くなる。
上述した本発明のターボ圧縮機100は、気体を吸い込む圧縮気体吸入口24、圧縮気体吸入口24を通じて吸い込まれた気体を圧縮する羽根車21、羽根車21によって圧縮された気体を外部に排出する圧縮気体排出口25、及び圧縮気体吸入口24から圧縮気体排出口25まで連通する圧縮気体流路26を含む圧縮ユニット20と、羽根車21を回転させるために、羽根車21に結合された前端部を有する回転軸31を含むモータ30と、モータ30を収容するモータ収容空間13を有するハウジング10と、モータ収容空間13を通過するように設けられた冷却気路41であって、冷却気路41の内部に収容された冷却用気体を循環させることができる、冷却気路41と、を備え、圧縮気体流路26は、冷却気路41に対して空間的に分離されており、これにより、圧縮気体流路26の内部に存在する気体が冷却気路41に流入することができないように構成されているので、圧縮ユニット20の圧力損失を生じることなくモータ30を効率よく冷却することができるという長所がある。
そして、本発明のターボ圧縮機100では、冷却気路41は、ハウジング10を冷却させるために、ハウジング10を貫通する気路41a、41b、41c、41dを含むので、冷却用気体を使用してハウジング10を迅速に冷却させることができるという長所がある。
また、本発明のターボ圧縮機100は、冷却気路41の内部に収容された冷却用気体を循環させるための冷却ファン42を備えているので、冷却気路41の内部に収容された冷却用気体を強制循環させることができるという長所がある。
そして、本発明のターボ圧縮機100では、冷却ファン42は、回転軸31の後端部に配置され、回転軸31の回転力によって回転するので、冷却ファン42を回転させるための別途のモータが不要であるという長所がある。
また、本発明のターボ圧縮機100は、冷却用液体を循環させることができる冷却水路51を備えているので、冷却気路41による空冷式冷却と、冷却水路51による水冷式冷却とを同時に行うことができるという長所がある。
そして、本発明のターボ圧縮機100では、冷却水路51は、ハウジング10を冷却するために、ハウジング10を貫通する水路51a、51b、51cを含むので、別途の冷却パイプを使用する場合に比べて、冷却効率に優れ、かつ、漏液の可能性がほとんどないという長所がある。
また、本発明のターボ圧縮機100では、冷却水路51は、冷却気路41の内部に収容された冷却用気体と熱交換を行うことができるように構成されているので、モータ30によって加熱された冷却用気体が冷却用液体によって迅速に冷却される2段階の冷却構造を有するという長所がある。
そして、本発明のターボ圧縮機100では、冷却水路51と冷却気路41との間に冷却フィン52が設けられているので、冷却用気体と冷却用液体との熱交換効率を高めることができるという長所がある。
また、本発明のターボ圧縮機100では、ハウジング10は、モータ収容空間13を有する内側ハウジング11と、内側ハウジング11を取り囲む外側ハウジング12とを含み、冷却気路41は、内側ハウジング11の外面と外側ハウジング12の内面との間に設けられているので、冷却フィン52及び冷却気路41を容易に形成することができるという長所がある。
なお、本実施例では、冷却フィン52は内側ハウジング11の外周面に一体的に形成されているが、冷却フィン52を別途の部材として形成した後、圧入などの方法を用いて内側ハウジング11に結合させてもよいことは言うまでもない。
図7には、本発明の第2実施例であるターボ圧縮機200が図示されている。ターボ圧縮機200は、上述したターボ圧縮機100とほとんどの構成及び効果が同一なので、以下では、両者の相違点についてのみ記述する。
ターボ圧縮機200は、内側ハウジング11及び外側ハウジング12の代わりに、単一のハウジング110を備えている。
ターボ圧縮機200の単位水路51aは、回転軸31の長さ方向C1に沿って延びており、ターボ圧縮機200の外側気路41bは、回転軸31の長さ方向C1に沿って延びている。
図8に示すように、ターボ圧縮機200の単位水路51aと外側気路41bは、ハウジング110を貫通しており、かつ、回転軸31の円周方向に沿って交互に配されている。
ターボ圧縮機200は、単一のハウジング110を備えており、そのハウジング110を冷却気路41及び冷却水路51が貫通しているので、冷却用気体及び冷却用液体がハウジング110から漏出する可能性が小さいという長所がある。
上記の実施例では、冷却ファン42は、回転軸31の後端部に直接結合されているが、別途の電気モータによって駆動されてもよいことは言うまでもない。
上記の実施例では、軸受34は、空気軸受として設けられているが、他の種類の軸受が用いてもよいことは言うまでもない。
上記の実施例では、気密のための別途のシーリング(sealing)手段は説明していないが、様々な種類のシーリング手段を用いてもよいことは言うまでもない。
以上、本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は、上記の実施例に記載の内容に限定されるものではなく、当該技術分野の通常の知識を有する者によって修正または変更された等価の構成は、本発明の技術的思想の範囲を外れないということは明白である。

Claims (10)

  1. 空気などの気体を圧縮して外部に供給するターボ圧縮機であって、
    前記気体を吸い込む圧縮気体吸入口、前記圧縮気体吸入口を通じて吸い込まれた気体を圧縮する羽根車、前記羽根車によって圧縮された前記気体を外部に排出する圧縮気体排出口、及び前記圧縮気体吸入口から前記圧縮気体排出口まで連通する圧縮気体流路を含む圧縮ユニットと、
    前記羽根車を回転させるために、前記羽根車に結合された前端部を有する回転軸を含むモータと、
    前記モータを収容するモータ収容空間を有するハウジングと、
    前記モータ収容空間を通過するように設けられた冷却気路であって、該冷却気路の内部に収容された冷却用気体を循環させることができる、該冷却気路と、を備え、
    前記圧縮気体流路は、前記冷却気路に対して空間的に分離されており、これにより、前記圧縮気体流路の内部に存在する気体が前記冷却気路に流入することができないように構成したことを特徴とするターボ圧縮機。
  2. 前記冷却気路は、前記ハウジングを冷却するために、前記ハウジングを貫通する気路を含むことを特徴とする請求項1に記載のターボ圧縮機。
  3. 前記冷却気路の内部に収容された冷却用気体を循環させるための冷却ファンをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のターボ圧縮機。
  4. 前記冷却ファンは、前記回転軸の後端部に配置され、前記回転軸の回転力によって回転することを特徴とする請求項3に記載のターボ圧縮機。
  5. 冷却用液体を循環させることができる冷却水路をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のターボ圧縮機。
  6. 前記冷却水路は、前記ハウジングを冷却するために、前記ハウジングを貫通する水路を含むことを特徴とする請求項5に記載のターボ圧縮機。
  7. 前記冷却水路は、前記冷却気路の内部に収容された前記冷却用気体と熱交換を行うことができるように構成されていることを特徴とする請求項5に記載のターボ圧縮機。
  8. 前記冷却気路は、前記ハウジングを冷却するために、前記ハウジングを貫通する気路を含み、
    前記ハウジングを貫通する前記気路、及び前記ハウジングを貫通する前記水路は、前記回転軸の長さ方向に沿って延びており、かつ、前記回転軸の円周方向に沿って交互に設けられていることを特徴とする請求項6に記載のターボ圧縮機。
  9. 前記冷却水路と前記冷却気路との間に、熱交換効率を高めることができる冷却フィンが設けられていることを特徴とする請求項7に記載のターボ圧縮機。
  10. 前記ハウジングは、前記モータ収容空間を有する内側ハウジングと、前記内側ハウジングを取り囲む外側ハウジングとを含み、
    前記冷却気路は、前記内側ハウジングの外面と前記外側ハウジングの内面との間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のターボ圧縮機。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021148121A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 ギャレット・トランスポーテーション・ワン・インコーポレーテッド アキシャル型熱交換器構成における冷風通路および冷却液通路を有する圧縮機
JP2024505260A (ja) * 2021-02-24 2024-02-05 株式会社ティーエヌイーコリア 軸受冷却水路を含むターボ圧縮機
JP2024512378A (ja) * 2021-03-23 2024-03-19 株式会社ティーエヌイーコリア 防爆機能を備えるターボ圧縮機
JP2024520265A (ja) * 2021-04-28 2024-05-24 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング ガス供給装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101988936B1 (ko) 2018-10-30 2019-06-13 터보윈 주식회사 복합식 냉각구조를 갖는 연료전지용 터보 송풍기
KR101969485B1 (ko) * 2018-10-30 2019-08-13 터보윈 주식회사 임펠러수단냉각팬이 형성된 연료전지용 터보 송풍기
KR102113426B1 (ko) * 2019-08-21 2020-05-21 주식회사 아이삭 터보송풍기의 모터케이싱 내부에 착설되는 쿨링팬
KR102259466B1 (ko) * 2019-10-08 2021-06-02 주식회사 남원터보원 공랭식 2단 터보 공기 압축기
KR102749808B1 (ko) * 2020-03-06 2025-01-07 한온시스템 주식회사 차량용 공기 압축기
KR102151143B1 (ko) * 2020-04-14 2020-09-02 주식회사 터보존 냉각성능이 향상된 터보 블로어
KR102188203B1 (ko) * 2020-05-14 2020-12-08 주식회사 한진펌프 펌프
CN112260455B (zh) * 2020-10-13 2022-06-03 稳力(广东)科技有限公司 燃料电池用离心式高速空压机及其冷却结构
US20230383748A1 (en) * 2020-12-08 2023-11-30 Parker-Hannifin Corporation Systems and Assemblies for an Electric Motor with Integrated Hydraulic Pump and Electronic Drive Device
DE112021003196T5 (de) * 2021-04-01 2023-04-06 Hanon Systems Luftkompressor für fahrzeuge
CN114165462B (zh) * 2021-11-01 2023-11-14 广州市昊志机电股份有限公司 一种离心式空压机和燃料电池系统
KR102460020B1 (ko) 2021-12-28 2022-10-27 이일희 터보 압축기의 냉각구조
DE102022204860A1 (de) * 2022-05-17 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022210428A1 (de) * 2022-09-30 2024-04-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120207585A1 (en) * 2011-02-07 2012-08-16 Robert Anderson Centrifugal Compressor
KR20130139076A (ko) * 2012-06-12 2013-12-20 주식회사 삼정터빈 터보 송풍기
US20150097450A1 (en) * 2012-04-10 2015-04-09 Zhihai Xu System and method for cooling an electric motor
CN104659960A (zh) * 2013-11-15 2015-05-27 建准电机工业股份有限公司 气体鼓风装置
US20160032931A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Hyundai Motor Company Cooling unit of air compressor for fuel cell vehicle

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3089969A (en) * 1955-10-15 1963-05-14 Bbc Brown Boveri & Cie Cooling arrangement for turbogenerators
US4125345A (en) * 1974-09-20 1978-11-14 Hitachi, Ltd. Turbo-fluid device
US4688383A (en) * 1984-06-04 1987-08-25 Juan Targa Pascual Supercharger system for use with heat engines
JPH0222693U (ja) * 1988-07-29 1990-02-15
SE9303599L (sv) * 1993-11-02 1995-05-03 Electrolux Ab Anordning för att kyla ett elmotordrivet turbofläktaggregat
US6183208B1 (en) * 1997-10-03 2001-02-06 Roper Holdings, Inc. Immersible motor system
CN2427922Y (zh) * 2000-06-05 2001-04-25 杨泰和 具有封闭型冷却结构的回转电机
US7063519B2 (en) * 2002-07-02 2006-06-20 R & D Dynamics Corporation Motor driven centrifugal compressor/blower
KR200301435Y1 (ko) * 2002-10-22 2003-01-24 이영해 풍선용 공기주입기
US7193342B2 (en) * 2002-12-17 2007-03-20 Caterpillar Inc Apparatus for cooling of electrical devices
EP1596071B1 (en) * 2003-02-03 2014-03-12 Cap Co., Ltd. Hot gas blowing fan
JP4982119B2 (ja) * 2006-06-29 2012-07-25 株式会社東芝 回転電機
US7633193B2 (en) * 2007-01-17 2009-12-15 Honeywell International Inc. Thermal and secondary flow management of electrically driven compressors
FI120782B (fi) * 2008-04-18 2010-02-26 Abb Oy Jäähdytyselementti sähkökoneeseen
EP2736152B1 (en) * 2011-07-21 2020-10-14 Daikin Industries, Ltd. Electric motor and turbo compressor
CH705512A1 (de) * 2011-09-12 2013-03-15 Alstom Technology Ltd Gasturbine.
KR101315910B1 (ko) * 2011-09-19 2013-10-10 주식회사 뉴로스 터보블로워 또는 터보압축기의 모터냉각구조
CN104736814B (zh) * 2012-11-22 2017-06-09 三菱重工业株式会社 带电动机的增压器和具有带电动机的增压器的发动机装置
CN103326512B (zh) * 2013-05-16 2015-04-15 西安交通大学 一种超高速永磁电机驱动的离心式空气压缩机冷却结构
KR101493161B1 (ko) 2013-07-12 2015-02-12 주식회사 동희산업 셀프 쿨링타입 공기압축기
CN204555761U (zh) * 2015-04-28 2015-08-12 袁树帅 一种用于空调的热交换器
KR101845833B1 (ko) * 2016-11-22 2018-04-05 ㈜티앤이코리아 인터쿨러를 구비한 터보 압축기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120207585A1 (en) * 2011-02-07 2012-08-16 Robert Anderson Centrifugal Compressor
US20150097450A1 (en) * 2012-04-10 2015-04-09 Zhihai Xu System and method for cooling an electric motor
KR20130139076A (ko) * 2012-06-12 2013-12-20 주식회사 삼정터빈 터보 송풍기
CN104659960A (zh) * 2013-11-15 2015-05-27 建准电机工业股份有限公司 气体鼓风装置
US20160032931A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Hyundai Motor Company Cooling unit of air compressor for fuel cell vehicle

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021148121A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 ギャレット・トランスポーテーション・ワン・インコーポレーテッド アキシャル型熱交換器構成における冷風通路および冷却液通路を有する圧縮機
JP2024505260A (ja) * 2021-02-24 2024-02-05 株式会社ティーエヌイーコリア 軸受冷却水路を含むターボ圧縮機
JP7594825B2 (ja) 2021-02-24 2024-12-05 株式会社ティーエヌイーコリア 軸受冷却水路を含むターボ圧縮機
JP2024512378A (ja) * 2021-03-23 2024-03-19 株式会社ティーエヌイーコリア 防爆機能を備えるターボ圧縮機
JP7640141B2 (ja) 2021-03-23 2025-03-05 株式会社ティーエヌイーコリア 防爆機能を備えるターボ圧縮機
JP2024520265A (ja) * 2021-04-28 2024-05-24 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング ガス供給装置

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