[发明专利]用于集成电动压缩机单元的惯性过滤器

说明书

本发明提供了一种过滤装置(1)，该过滤装置用于在集成压缩机单元中过滤冷却气体。气体在形成管道(5)的两个同心圆柱形壁(W0，W1)之间在两个方向上循环。壁(W0，W1)是可移除内筒(2)和该集成电动压缩机单元的电机壳体的一部分，该筒(2)安装在该集成电动压缩机单元上。气体通过入口(6)进入该管道(5)，分成向下流动的两个流，并且从两个相反方向在管道(5)的底部再次相遇。其在第一出口(7)前产生湍流区，其中一些较大颗粒被捕集并最终在重力作用下落入该第一出口(7)中。已过滤颗粒填充该管道(5)并穿过设置在该管道(5)中的中间位置处的上部第二出口(8a，8b)。已过滤气体穿过该第二出口(8a，8b)并到达通向需要冷却的轴承的内部通道(4)。

背景技术

本发明的领域涉及用于从用于冷却集成电动压缩机单元的气体中去除不期望的颗粒的过滤装置，并且还涉及包括这种类型的过滤装置的集成电动压缩机单元(“IMC单元”)。

一般来讲，电动压缩机单元包括离心式压缩机和集成在壳体中的电机。

离心式压缩机一般包括多个压缩级，该多个压缩级适于通过安装在从动轴上的多个叶片将气体从入口压缩到出口以产生压缩气体流，该从动轴联接到电机驱动转子。旋转轴经由轴承安装在集成电动压缩机单元中。这些轴承可例如为主动磁轴承(“AMB”)。

用于直接驱动这种类型的离心式压缩机的轴必须以相对高的速度(例如18,000rpm)旋转，这将在轴承中产生热量。如果该热量没有适当地消散，则其可能对轴承系统产生不利影响并导致轴承劣化或失效。

为了调节热量并冷却轴承，使用可为开环或闭合的冷却回路是已知的，其中例如在第一压缩级的出口处从处理流中提取冷却气体。然后使该气体循环通过电机和轴承以吸收热量。

例如，约10％的气体从流供应到冷却回路。冷却气体可由冷却气体源与气体可流动的点之间的压差驱动。

轴承通常对冷却它们的气体的质量高度敏感。具体地讲，当轴承为AMB型时，大的固体颗粒可能会不适当地作用于旋转轴的磁性悬浮。必须使用过滤系统来过滤气体，从而移除不期望的固体颗粒，例如大于3微米的颗粒。

图1示出了具有其冷却回路II的电动压缩机单元I，图1所示的常用解决方案是通过将位于冷却回路中的至少一个过滤器F放置在冷却气体的入口的前面来过滤冷却回路的整个气流，该冷却气体在AMB轴承中流动，该AMB轴承位于电机中且居中。在所示的示例中，为了在不期望的颗粒进入AMB轴承之前从气体中去除足够量的不期望的颗粒，并且为了获得可实现的过滤水平的充分可靠性，针对100％气流设定过滤器的尺寸是必要的，这增加了成本、尺寸和能量消耗。此外，对于维护和控制而言，每个过滤器F需要定期干预，因为这种类型的过滤器F在其使用期间会变脏。因此，滤波器F的使用强度越大，必要的维护就越重要，并且IMC单元的关闭预期应越强烈。

简要描述

本文所述的用于集成电动压缩机单元(“IMC”)的滤筒的实施方案旨在避免前述缺点中的至少一些缺点。所述实施方案的具体优点在于消除对过滤器的一些或全部需求并减少所需维护。

发明内容

本发明的上述目的借助于过滤装置来实现，所述过滤装置旨在过滤冷却气体，即捕获尺寸超过特定尺寸并且可将冷却气体混合的颗粒，并且所述过滤装置可移除地安装在集成压缩机单元的壳体上，并且所述过滤装置包括：

外部壳体，所述外部壳体具有内部圆柱形壁，

内筒，所述内筒具有外部圆柱形壁和用于已过滤气体的内部通道，所述内筒安装在所述外部壳体中并与其一起限定管道，所述管道位于用于所述冷却气体的入口和用于所捕集颗粒的第一出口之间，

所述内筒具有至少一个第二过滤器出口的组件，所述至少一个第二过滤器出口在所述管道和所述内部通道之间以及在所述入口和所述第一出口之间延伸。