CN109073289A - 具有马达冷却装置的热泵 - Google Patents

Abstract

一种热泵，所述热泵包括：具有冷凝器壳体的冷凝器(114)；压缩机马达，所述压缩机马达安置在冷凝器壳体(114)上并且具有转子和定子(308)，其中转子具有马达轴(306)，用于压缩工作介质蒸汽的压缩机叶轮(304)安置在所述马达轴上，并且其中所述压缩机马达具有马达壁(309)；马达壳体(300)，所述马达壳体围绕所述压缩机马达并且具有工作介质入流部(362，330)，以便将液态的工作介质从所述冷凝器引导到所述马达壁(309)处以进行马达冷却，其中所述马达壳体(300)还构成用于，在所述热泵运行时形成蒸汽空间(323)，并且其中所述马达壳体(300)还具有蒸汽引出装置(324)，以便在所述马达壳体中将蒸汽从所述蒸汽空间(323)导出。

Description

具有马达冷却装置的热泵

技术领域

本发明涉及一种热泵，所述热泵用于加热、冷却或者热泵的其它应用。

背景技术

图8A和图8B示出在欧洲专利EP 2016349B1中所描述的热泵，。热泵首先包括用于蒸发作为工作液体的水的蒸发器10，以便在输出侧在工作蒸汽管路12中产生蒸汽。蒸发器包括蒸发空间(在图8A中未示出)并且构成用于在蒸发空间中产生小于20hPa的蒸发压力，使得水在低于15℃的温度中在蒸发空间中蒸发。水例如是：地下水，即在土壤中自由循环的或者在聚集器管道中循环的盐水，也就是说，具有特定的含盐量的水；河水、湖水或者海水。能够使用所有类型的水，即含钙的水、无钙的水、含盐的水或者无盐的水。这是因为，所有类型的水，即所有这些具有有利的水特性的“水性材料”，也就是说，也作为“R 718”已知的水，具有可用于热泵过程的为6的焓差比，这对应于例如R134a的通常可用的焓差比的两倍。

水蒸气通过抽吸管路12被输送给压缩机/液化器系统14，所述压缩机/液化器系统具有流体机械例如径流式压缩机，例如呈涡轮压缩机形式的径流式压缩机，所述涡轮压缩机在图8A中以16来表示。流体机械构成用于将工作蒸汽压缩到至少大于25hPa的蒸汽压力上。25hPa与大约22℃的液化温度相对应，这至少在相对温暖的日子已经能够是地板加热装置的充足的加热流动温度。为了产生更高的流动温度，借助于流体机械16产生大于30hPa的压力，其中30hPa的压力具有24℃的液化温度，60hPa的压力具有36℃的液化温度，并且100hPa的压力对应于45℃的液化温度。地板加热装置设计用于，即使在非常冷的日子也能够以45℃的流动温度充分地加热。

流体机械与液化器18耦联，所述液化器构成用于液化被压缩的工作蒸汽。通过所述液化将包含在工作蒸汽中的能量输送给液化器18，以便随后经由推进部20a输送给加热系统。经由回流部20b，工作流体再次流回到液化器中。

根据本发明优选的是，从富含能量的水蒸气中直接通过较冷的加热水提取热(量)，所述热由加热水吸收，使得该加热水被增温。在这种情况下从蒸汽中提取如此多的能量，使得该蒸汽被液化并且同样参与加热循环。

由此，进行到液化器或加热系统中的材料引入，所述材料引入通过出流部22调控，使得液化器在其液化器空间中具有如下水位，尽管存在持续的水蒸气输送从而存在冷凝物，但是所述水位总是保持低于最大液位。

如已经说明的那样，优选的是，采用开路，即作为热源的水在没有热交换的情况下直接蒸发。然而，替选地，待蒸发的水也能够首先经由换热器由外部的热源加热。经由此，为了也避免迄今为止必须存在于液化器侧上的第二换热器的损失，当考虑具有地板加热装置的房屋时，也能够在那里直接使用介质，以便使来自蒸发器的水直接在地板加热装置中循环。

然而，替选地，也能够在液化器侧上设置换热器，所述换热器借助于推进部20a进行馈送并且所述换热器具有回流部20b，其中该换热器冷却位于液化器中的水从而加热单独的地板加热液体，所述地板加热液体通常是水。

由于使用水作为工作介质的事实，并且由于从地下水中仅将蒸发的份额馈入到流体机械中的事实，水的纯度是不重要的。流体机械，正如液化器和可能直接耦联的地板加热装置，总是被供给蒸馏水，使得所述系统相对于现今的系统具有降低的维护耗费。换言之，所述系统是自清洁的，因为总是仅给所述系统输送蒸馏水从而所述水在出流部22中不受污染。

除此之外应指出，流体机械具有如下特性：所述流体机械——类似于飞机涡轮机——不使被压缩的介质与有问题的物质例如油连接。替代于此，水蒸气仅通过涡轮机或者涡轮压缩机压缩，然而不与油或者其它损害纯度的介质连接从而被污染。

由此，如果不与其它规定相冲突，通过出流部导出的蒸馏水能够容易地再次输送给地下水。然而，替选地，其例如也能够在花园中或者在空地中渗入，或者能够经由下水道输送给污水处理设施，如果这是规定要求的。

由于将作为工作介质的水与相对于R134a可用性改进了两倍的焓差比相组合，并且由于由此降低的对所述系统的完整性的要求，并且由于使用有效地并且在不损害纯度的情况下实现所需要的压缩系数的流体机械，实现有效且对环境是中性的热泵过程。

图8B示出用于说明不同的压力和与这些压力相关联的蒸发温度的表格，由此得出：尤其针对作为工作介质的水在蒸发器中选择相当低的压力。

DE 4431887公开了一种具有轻重量、大体积的高性能离心式压缩机的热泵设施。离开第二级的压缩机的蒸汽具有如下饱和温度，所述饱和温度超过环境温度或可用的冷却水的温度，由此实现散热。被压缩的蒸汽从第二级的压缩机转移到冷凝单元中，所述冷凝单元由填料床构成，所述填料床在冷却水喷射装置的内部设置在上侧上，所述上侧通过水循环泵进行供给。被压缩的水蒸气在冷凝器中上升穿过填料床，在该处所述水蒸气与向下流动的冷却水直接对流接触。蒸汽冷凝并且通过冷却水吸收的冷凝潜热经由从系统中一起移除的冷凝物和冷却水排出给大气。冷凝器借助于真空泵经由管路连续地用不可冷凝的气体冲刷。

WO 2014072239 A1公开了一种液化器，所述液化器具有冷凝区以将待冷凝的蒸汽冷凝为工作液体。冷凝区构成为体积区并且在冷凝区的上端部和下端部之间具有侧向的限界部。此外，液化器包括蒸汽导入区，所述蒸汽导入区沿着冷凝区的侧端部延伸并且构成用于将待冷凝的蒸汽在侧向上经由侧向的限界部输送到冷凝区中。由此，在不增大液化器的体积的情况下，使实际的冷凝成为体积冷凝，因为待液化的蒸汽不仅正面地从一侧导入到冷凝体积或冷凝区中，而且侧面地并且优选从所有侧导入到冷凝体积或冷凝区中。由此不仅保证：在外部尺寸相同时可用的冷凝体积相对于直接的对流冷凝增大，而且同时也改进冷凝器的效率，因为待液化的蒸汽在冷凝区中具有横向于冷凝器液体流动方向的流动方向。

通常在热泵中成问题的是如下事实：需要将可运动的部件并且尤其可快速运动的部件冷却。在此，尤其压缩机马达并且具体而言马达轴是成问题的。具体对于使用径向叶轮作为压缩机的热泵而言，可能达到成问题的轴温度，因为所述轴温度会导致构件的破坏，其中所述径向叶轮为了实现小的构型而非常快速地运行，例如在每分钟大于50000转的范围中运行。

发明内容

本发明的目的在于，实现热泵的更安全的设计方案。

该目的通过根据权利要求1所述的热泵、根据权利要求23所述的用于制造热泵的方法或者根据权利要求24所述的用于运行热泵的方法实现。

根据本发明的一个方面的热泵包括专用的对流式轴冷却装置。该热泵具有冷凝器、压缩机马达和引导空间，所述冷凝器具有冷凝器壳体，所述压缩机马达安置在冷凝器壳体上并且具有转子和定子，其中转子具有马达轴，径向叶轮安置在所述马达轴上，所述径向叶轮延伸到蒸发器区中，所述引导空间构成用于，容纳通过径向叶轮压缩的蒸汽并且将其引导到冷凝器中。除此之外，该热泵具有马达壳体，所述马达壳体围绕压缩机马达并且优选构成用于，保持如下压力，所述压力至少等于冷凝器中的压力。但是如下压力也已经足够了，所述压力大于径向叶轮下游的压力。该压力在特定的实施方案中适应于在冷凝器压力和蒸发器压力之间的中间的压力。除此之外，在马达壳体中设有蒸汽引入装置，以便将马达壳体中的蒸汽引入至定子和马达轴之间的马达间隙。此外，马达构成为，使得另一间隙从定子和马达轴之间的马达间隙沿着径向叶轮延伸至引导空间。

由此根据本发明实现：在马达壳体中存在相对高的压力，所述压力高于冷凝器和蒸发器中的平均压力并且优选等于或高于冷凝器压力，而在沿着径向叶轮延伸至引导空间的另一间隙中存在较低的压力。等于冷凝器和蒸发器中的平均压力的该压力由于如下事实而存在：在压缩出自蒸发器的蒸汽时，径向叶轮在径向叶轮上游产生具有高压力的区域，而在径向叶轮下游产生具有低压力或者负压的区域。特别地，在径向叶轮上游具有高压力的区域仍总是小于冷凝器中的高压，并且一定程度上在径向叶轮“下游”的小的压力仍然小于径向叶轮输出端处的高压力。仅在引导空间的输出端处才存在高的冷凝器压力。

“耦联”到马达间隙上的这种压力梯度保证：从马达壳体经由蒸汽引入装置将工作蒸汽沿着马达间隙和另一间隙抽到冷凝器中。该蒸汽虽然处于冷凝器工作介质的温度水平或者超过该温度水平。但是，这恰好是有利的，因为由此避免了马达内部的并且尤其马达轴内部的所有可能会促进腐蚀等情况的冷凝问题。

因此，在本发明的该方面中，恰好不使用最冷的工作液体，即存在于蒸发器中的工作液体来进行对流式的轴冷却。也不使用蒸发器中的冷的蒸汽。替代于此，为了进行对流式的轴冷却，使用在冷凝器上或者在热泵中存在的冷凝器温度上的蒸汽。由此，始终实现充分的轴冷却，更确切地说，由于对流性质实现充分的轴冷却，也就是说，马达轴由于蒸汽引入装置、马达间隙和另一间隙由显著的并且尤其可调节的量的蒸汽围绕冲刷。同时，由于该蒸汽相对于蒸发器中的蒸汽是相对热的事实，确保：不发生在马达间隙或另一间隙中沿着马达轴的冷凝。替代于此，在此总是实现如下调节温度，所述调节温度高于最冷的温度。冷凝总是在最冷的温度上以一定体积产生，从而不在马达间隙和另一间隙内部产生，因为所述马达间隙和另一间隙实际上由热的蒸汽围绕冲刷。

由此，本发明引起充分的对流式的轴冷却。这防止马达轴中的过高的温度从而防止伴随其发生的磨损现象。除此之外，有效地避免在马达中，例如在热泵停止时出现冷凝。由此，也同样有效地消除所有可能伴随着这种冷凝发生的运行安全问题和腐蚀问题。本发明根据对流式轴冷却的这个方面引起明显运行更安全的热泵。

在本发明的涉及具有马达冷却装置的热泵的另一方面中，热泵包括冷凝器、压缩机马达，所述冷凝器具有冷凝器壳体，所述压缩机马达安置在冷凝器壳体上并且具有转子和定子。转子包括马达轴，用于压缩工作介质蒸汽的压缩机叶轮安置在所述马达轴上。此外，压缩机马达具有马达壁。热泵包括马达壳体，所述马达壳体围绕压缩机马达并且优选构成用于保持如下压力，所述压力至少等于冷凝器中的压力，并且所述马达壳体具有工作介质入流部，以便将出自冷凝器的液态的工作介质引导给马达壁以进行马达冷却。然而，马达壳体中的压力同样能够是较低的，因为从马达壳体处的散热通过沸腾和汽化发生。也就是说，马达壁处的热能主要通过蒸汽从马达壁处去除，其中该被增温的蒸汽随后被引出，例如被引出到冷凝器中。但是，替选地，蒸汽也能够从马达冷却装置处进入到蒸发器中或者向外输送。但是，优选将增温的蒸汽引导到冷凝器中。相对于马达通过旁流的水冷却的水冷却装置，在本发明的该方面中冷却通过蒸发进行，使得通过所提供的蒸汽引出而去除待运走的热能。有利的是，需要较少的液体来进行冷却并且蒸汽能够简单地导离，例如自动地导入到冷凝器中，在所述冷凝器中蒸汽随后再次冷凝从而将马达的热功率输出给冷凝器液体。

马达壳体因此构成用于，在热泵运行时形成蒸汽空间，在所述蒸汽空间中有由于泡核沸腾或者汽化而存在的工作介质。马达壳体还构成用于，将蒸汽从蒸汽空间在马达壳体中通过蒸汽引出装置导出。这种导出优选在冷凝器中发生，使得蒸汽引出装置通过冷凝器和马达壳体之间的气体可穿过的连接部实现。

马达壳体优选还构成用于，在热泵运行时在马达壳体中保持液态的工作介质的最大液位，并且还用于在最大液位上方形成蒸汽空间。马达壳体还构成用于，将最大液位上方的工作介质引导到冷凝器中。该实施方案允许：将因蒸汽产生而引起的冷却保持得非常稳定，因为工作液体的液位总是保证在马达壁处存在足够工作液体用于泡核沸腾。替选地，替代于工作液体的总是被保持的液位，工作液体也能够被喷射到马达壁上。被喷射的液体于是被定量配给为，使得所述液体在与马达壁接触时蒸发，从而实现用于马达的冷却性能。

马达由此在其马达壁处通过液态的工作介质有效地冷却。然而，该液态的工作介质不是出自蒸发器的冷的工作介质，而是出自冷凝器的热的工作介质。尽管如此，使用出自冷凝器的热的工作介质仍实现充分的马达冷却。然而，同时保证：马达不被过强地冷却并且尤其不被冷却成使得所述马达是冷凝器中或者冷凝器壳体上最冷的部件。也就是说，这可能导致：例如在马达停止时但是也可以在运行时发生工作介质蒸汽在外部在马达壳体处冷凝，这可能引起腐蚀和其它问题。替代于此，保证马达虽然被良好地冷却，但是同时总是热泵的最热的部件，从而使得实际上总是在最冷的“端部”处发生的冷凝恰好不再压缩机马达上发生。

优选地，马达壳体中的液态的工作介质被保持在与冷凝器上的压力相同的压力上。这引起：冷却马达的工作介质接近其沸腾极限，因为该工作介质是冷凝器工作介质并且处于与冷凝器中的温度类似的温度上。此时如果马达壁由于因马达运行引起的摩擦而增温，那么热能转移到液态的工作介质中。由于液态的工作介质接近沸点，所以此时在马达壳体中在填充马达壳体直至最大液位的液态的工作介质中开始泡核沸腾。

这种泡核沸腾由于液态工作介质的体积在马达壳体中极其强烈的混合而实现极其有效的冷却。这种通过沸腾促进的冷却还能够通过优选设置的对流元件显著地促进，使得在端部处以相对小体积的液态的工作介质或者甚至不需要固定体积的液态的工作介质来实现非常有效的马达冷却，所述马达冷却此外不必进一步控制，因为其是自控制的。由此，以小的技术耗费实现有效的马达冷却，所述马达冷却又显著有助于热泵的运行安全性。

附图说明

下面参照附图详细阐述本发明的优选的实施例。附图示出：

图1示出具有交错的蒸发器/冷凝器装置的热泵的示意图；

图2示出根据一个方面的具有对流式轴冷却装置的热泵的示意图；

图3示出一方面具有对流式轴冷却装置并且另一方面具有根据另一方面的马达冷却装置的热泵的示意图；

图4示出根据如下实施例的热泵的剖视图，所述实施例在具体考虑对流式轴冷却装置的情况下一方面具有对流式轴冷却装置并且另一方面具有马达冷却装置；

图5示出根据图1的实施例的具有蒸发器底部和冷凝器底部的热泵的剖视图；

图6示出在WO 2014072239A1中所示出的液化器的立体视图；

图7示出WO 2014072239A1中的液体分配板和具有蒸汽流入间隙的蒸汽流入区的视图；

图8a示出用于蒸发水的已知的热泵的示意图；

图8b示出用于图解说明作为工作液体的水的压力和蒸发温度的表格；

图9示出根据第二方面的具有马达冷却装置的热泵的示意图；

图10示出根据如下实施例的热泵，所述实施例具有根据第一方面的对流式轴冷却装置和根据第二方面的马达冷却装置，其中尤其着重于马达冷却装置；以及

图11示出贯穿根据本发明的实施例的具有轴承部段的马达轴的横截面。

具体实施方式

图1示出具有蒸发器的热泵100，所述蒸发器用于在蒸发器空间102中蒸发工作液体。热泵还包括冷凝器，所述冷凝器用于在冷凝器空间104中液化被蒸发的工作液体，所述冷凝器空间由冷凝器底部106限界。如在能够视为剖视图或者侧视图的图1A中所示出的那样，蒸发器空间102至少部分地由冷凝器空间104围绕。蒸发器空间102还通过冷凝器底部106与冷凝器空间104分开。除此之外，冷凝器底部与蒸发器底部108连接，以便限定蒸发器空间102。在一个实施方式中，在上方在蒸发器空间102处或者在其它部位处设置压缩机110，所述压缩机在图1A中未详细说明，然而原则上构成用于压缩被蒸发的工作液体并且将其作为被压缩的蒸汽112导入到冷凝器空间104中。冷凝器空间还向外通过冷凝器壁114限界。冷凝器壁114与冷凝器底部106一样固定在蒸发器底部108上。特别地，在如下区域中确定冷凝器底部106的尺寸，所述区域形成通向蒸发器底部108的接口，使得冷凝器底部在图1A中示出的实施例中完全地由冷凝器空间壁114围绕。这表示：冷凝器空间，如在图1A中所示出的那样，延伸直至蒸发器底部，并且蒸发器空间同时向上延伸非常远，通常近似延伸穿过几乎整个冷凝器空间104。

冷凝器和蒸发器的这种“交错的”或者彼此接合的设置提供尤其高的热泵效率从而允许热泵的尤其紧凑的构型，这种设置的特征在于，冷凝器底部与蒸发器底部连接。在数量级上将例如呈柱形形状的热泵的尺寸确定为，使得冷凝器壁114表现为圆柱体，所述圆柱体具有在30cm和90cm之间的直径以及在40cm和100cm之间的高度。然而，尺寸确定能够根据热泵的所需要的功率等级来选择，但是优选在所提到的尺寸中进行。由此实现非常紧凑的构型，所述构型还可简单且低成本地制造，因为如果蒸发器底部根据本发明的优选的实施例如下设计：所述蒸发器底部包括所有液体导入管路和导出管路从而不需要侧面或上面的液体导入管路和导出管路，那么尤其对于几乎处于真空下的蒸发器空间而言能够毫无问题地减少接口的数量。

此外应指出的是，热泵的运行方向如在图1A中所示出的那样。这表示：蒸发器底部在运行时限定热泵的下部部段，然而除了与其它热泵的连接管路或通向相应的泵单元的连接管路。这表示：在运行时在蒸发器空间中所产生的蒸汽上升并且通过马达转向并且从上向下馈入到冷凝器空间中，并且冷凝器液体从下向上引导，并且随后从上方输送到冷凝器空间中并且接着在冷凝器空间中从上向下流动，例如通过各个液滴或者通过小的液体流，以便为了冷凝目的与优选横向输送的被压缩的蒸汽进行反应。

蒸发器几乎完全地或者甚至完全地设置在冷凝器内部的这种彼此“交错的”设置实现了热泵的具有最佳的空间利用的非常有效的实施方案。在冷凝器空间延伸至蒸发器底部之后，冷凝器空间在热泵的整个“高度”内构成或者至少在热泵的主要部段内构成。然而，蒸发器空间同时也是尽可能大的，因为所述蒸发器空间同样近似几乎在热泵的整个高度上延伸。相对于蒸发器设置在冷凝器下方的这种设置，通过彼此交错的设置最佳地利用空间。这一方面实现热泵的尤其有效的运行，而另一方面实现尤其节省空间并且紧凑的构造，因为不仅蒸发器而且液化器在整个高度上延伸。由此虽然蒸发器空间还有液化器空间的“厚度”减小。然而已经发现，在冷凝器内部渐缩的蒸发器空间的“厚度”减小是没有问题的，因为主要蒸发在下部区域中发生，在该处蒸发器空间近似填满可用的整个体积。另一方面，冷凝器空间尤其在下部区域中、即在蒸发器空间近似填满整个可用区域之处的厚度减小是不重要的，因为主要冷凝在上方发生，即在蒸发器空间已经相对薄从而留下足够的空间给冷凝器空间之处发生。由此，彼此交错的设置基于如下是最佳的：在功能空间也需要大的体积的地方给每个所述功能空间提供大的体积。蒸发器空间在下方具有大的体积，而冷凝器空间在上方具有大的体积。尽管如此，相对于这两个功能元件重叠地设置的热泵，例如在WO2014072239A1中这种情况，相应小的体积也有助于效率提高，所述相应小的体积针对每个功能空间保留在如下部位，在所述部位另一功能空间具有大的体积。

在优选的实施例中，增压机设置在冷凝器空间的上侧上，使得被压缩的蒸汽一方面通过增压机转向并且同时馈入到冷凝器空间的边缘间隙中。由此以尤其高的效率实现冷凝，因为实现蒸汽相对于向下流的冷凝器液体的横流方向。这种具有横流的冷凝尤其在上部区域中是有效的并且在下部区域中不再需要特别大的区域，以便尽管如此仍允许抵达该区域的蒸汽颗粒的冷凝，其中在所述上部区域处蒸发器空间是大的，在所述下部区域处冷凝器空间为了蒸发器空间是小的。

与冷凝器底部连接的蒸发器底部优选构成为，使得所述蒸发器底部容纳冷凝器入流部和出流部以及蒸发器入流部和出流部，其中在蒸发器中或者在冷凝器中附加地还能够存在用于传感器的特定的穿引部。由此实现：不需要用于使冷凝器入流部和出流部的管路穿过近似处于真空下的蒸发器的穿引部。由此，整个热泵是不那么容易发生故障的，因为穿过蒸发器的每个穿引部都会显示出泄漏的可能性。为此，在存在冷凝器入流部和出流部的部位处，冷凝器底部设有相应的留空部，从而使得冷凝器输送/导出装置不在通过冷凝器底部限定的蒸发器空间中伸展。

冷凝器空间通过冷凝器壁限界，所述冷凝器壁同样可安置在蒸发器底部上。由此，蒸发器底部具有不仅用于冷凝器壁而且用于冷凝器底部的接口，并且附加地具有不仅用于蒸发器而且用于液化器的所有液体引入装置。

在特定的实施方案中，蒸发器底部构成为，具有用于各个引入装置的连接接管，所述连接接管具有如下横截面，所述横截面与蒸发器底部的另一侧上的开口的横截面不同。各个连接接管的形状因此构成为，使得所述形状或横截面形状在连接接管的长度上改变，然而对于流动速度起作用的管直径以±10％的公差近似相同。由此防止：因流过连接接管的水开始汽蚀。由此，由于通过连接接管的造型而良好获得的流动比保证：能够使相应的管道/管路尽可能短，这又有助于整个热泵的紧凑的构型。

在蒸发器底部的一个具体的实施方式中，冷凝器入流部近似以“眼镜”的形状划分为两部分的或者多部分的流。由此可行的是，冷凝器中的冷凝器液体在冷凝器上部段处在两个或多个点处同时馈入。由此实现强的并且同时尤其均匀的、从上向下的冷凝器流，所述冷凝器流使得能够实现同样从上方导入到冷凝器中的蒸汽的高效冷凝。

在蒸发器底部中能够同样设有用于冷凝器水的另一小的确定尺寸的引入装置，以便将软管与其连接，所述软管将冷却液体输送给热泵的增压机马达，其中为了冷却不使用冷的、输送给蒸发器的液体，而是使用较热的、输送给冷凝器的液体来冷却热泵的马达，然而所述较热的液体在通常的运行状态中仍然是足够冷的。

蒸发器底部的特征在于，所述蒸发器底部具有组合功能性。一方面，所述蒸发器底部保证：冷凝器导入管路不必引导穿过处于非常低的压力下的蒸发器。另一方面，所述蒸发器底部显示出向外的接口，所述接口优选具有圆形形状，因为在圆形形状中保留尽可能多的蒸发器面。所有导入管路和导出管路被引导穿过所述一个蒸发器底部并且从该处要么进入到蒸发器空间中要么进入到冷凝器空间中。特别地，由注塑成型件制造蒸发器底部是尤其有利的，因为在注塑成型件中能够容易且低成本地构成入流/出流接管的有利的、相对复杂的造型。另一方面，由于蒸发器底部构成为能够良好接近的工件，所以能够毫无问题地实现的是，制造具有足够的结构稳定性的蒸发器底部，由此所述蒸发器底部尤其能够容易地承受住低的蒸发器压力。

在本申请中，相同的附图标记涉及相同的或者起相同作用的元件，其中并非所有附图标记都在所有附图中重新说明，如果它们重复的话。

图2示出根据结合第一方面，即对流式轴冷却装置的实施例的热泵。因此，图2的热泵包括冷凝器，所述冷凝器具有冷凝器壳体114，所述冷凝器壳体包括冷凝空间104。此外，安置有压缩机马达，所述压缩机马达通过定子308示意性地在图4中示出。该压缩机马达以在图2中未示出的方式方法安置在冷凝器壳体114上并且包括定子和转子306，其中转子306具有马达轴，径向叶轮304安置在所述马达轴上，所述径向叶轮延伸到蒸发器区中，所述蒸发器区在图2中未示出。此外，热泵包括引导空间302，所述引导空间构成用于容纳被径向叶轮压缩的蒸汽并且将其引导到冷凝器中，如在112中示意性示出的那样。

此外，马达包括马达壳体300，所述马达壳体围绕压缩机马达并且优选构成用于，保持一定压力，所述压力至少等于冷凝器中的压力。替选地，马达壳体构成用于，保持一定压力，所述压力高于蒸发器和冷凝器中的平均压力，或者高于在径向叶轮和引导空间(302)之间的另一间隙313中的压力，或者大于或等于冷凝器中的压力。也就是说，马达壳体构成为，由此发生从马达壳体沿着马达轴朝向引导空间的压力降，通过所述压力降，使工作蒸汽穿过马达间隙和所述另一间隙在马达轴旁边经过，以便冷却轴。

马达壳体中具有必要压力的该区域在图2中以312示出。此外，蒸汽引入装置310构成用于，将马达壳体300中的蒸汽引入到马达间隙311，所述马达间隙存在于定子308和轴306之间。此外，马达包括另一间隙313，所述另一间隙从马达间隙311沿着径向叶轮延伸至引导空间302。

在根据本发明的装置中，在冷凝器中存在相对大的压力p₃。而在引导路径或者引导空间302中存在中等的压力p₂。从蒸发器起，最小的压力存在于径向叶轮下游，更确切地说，最小的压力存在于径向叶轮固定在马达轴上的位置，即存在于另一间隙313中。在马达壳体300中存在压力p₄，所述压力要么等于压力p₃，要么大于压力p3。由此存在从马达壳体至另一间隙的端部的压力梯度。该压力梯度引起：发生通过蒸汽引入装置进入马达间隙和另一间隙直至进入引导路径302中的蒸汽流动。该蒸汽流动使出自马达壳体的工作蒸汽经过马达轴进入到冷凝器中。该蒸汽流动保证马达轴的通过马达间隙311和另一间隙313的对流式的轴冷却，所述另一间隙连接到马达间隙311上。也就是说，径向叶轮向下抽出蒸汽，使其途经马达的轴。该蒸汽经由蒸汽引入装置被拉入到马达间隙中，所述蒸汽引入装置通常实施为专门构成的钻孔。

图3示出根据本发明的第一方面的对流式轴冷却装置的另一示意性的实施方式，所述对流式轴冷却装置在那里优选与根据本发明的第二方面的马达冷却装置组合。

然而关于这一点总体上应指出：这两个方面，即一方面对流式轴冷却装置和另一方面马达冷却装置也彼此独立地使用。因此，马达冷却装置不需要专门的独立的对流式轴冷却装置就已经引起显著提高的运行安全性。除此之外，对流式马达轴冷却装置不需要附加的马达冷却装置也引起热泵的提高的运行安全性。然而，这两个方面如接下来在图3中所示出的那样能够尤其有利地彼此结合，以便通过马达壳体和压缩机马达的尤其有利的构造不仅执行对流式轴冷却而且执行马达冷却，这两个方面附加地还能够在另外的优选实施例中分别或者共同通过特殊的滚珠轴承冷却装置补充。

图3示出具有对流式轴冷却装置和马达冷却装置的组合应用的一个实施例，其中在图3中示出的实施例中蒸发器区在102中示出。蒸发器区域与冷凝器区，即冷凝区域104通过冷凝器底部106分开。示意性地在314中示出的工作蒸汽通过旋转的径向叶轮抽吸并且“压入”到引导路径302中，所述径向叶轮示意性地并且在剖面中示出。引导路径302在图3中示出的实施例中构成为，使得其横截面向外增大。由此，发生进一步的蒸汽压缩。蒸汽压缩的第一“级”已经通过径向叶轮的旋转和蒸汽被径向叶轮的“抽吸”而发生。然而，如果径向叶轮将蒸汽馈入到引导路径的输入端中，即馈入到向上观察径向叶轮“停止”的地方，那么已经被预压缩的蒸汽在一定程度上碰撞到蒸汽积聚上，所述蒸汽积聚由于引导路径的渐缩并且也由于引导路径的弯曲部而存在。这引起进一步的蒸汽压缩，使得最后被压缩的从而增温的蒸汽112流入冷凝器中。

图3还示出蒸汽引入开口320，所述蒸汽引入开口在图3中的示意性示出的马达壁309中构成。该马达壁309在图3中示出的实施例中在上部区域中具有用于蒸汽引入开口320的钻孔，然而，其中这些钻孔能够在任意部位处构成，在所述部位处，蒸汽能够进入到马达间隙311中从而也进入另一马达间隙313中。由此引起的蒸汽流310引起对流式轴冷却装置的所期望的效果。

在图3中所示出的实施例还包括工作介质入流部330，以执行马达冷却，所述工作介质入流部构成用于将液态的工作介质从冷凝器引导到马达壁处以进行马达冷却。此外，马达壳体构成用于在热泵运行时保持液态的工作介质的最大的液体液位322。除此之外，马达壳体300同样构成用于在最大液位上方形成蒸汽空间323。此外，马达壳体具有用于将最大液位上方的液态的工作介质引导到冷凝器104中的措施。该实施方案在图3中所示出的实施例中通过例如扁平构成的通道状的溢流部324构成，所述溢流部形成蒸汽引出装置并且设置在上部的冷凝器壁中的某处，并且具有如下长度，所述长度限定最大液位322。如果通过冷凝器液体引入装置330将过多的工作液体引入马达壳体，即液体区域328中，那么液态的工作介质穿过溢流部324流入到冷凝器体积中。除此之外，溢流部在图3中所示出的被动式装置中也建立马达壳体并且尤其马达壳体的蒸汽空间323和冷凝器内部空间104之间的压力平衡，所述被动式装置例如替选地也能够是具有相应长度的小管。由此马达壳体的蒸汽空间323中的压力总是近似等于冷凝器中的压力或者至多由于沿着溢流部的压力损失而略高于冷凝器中的压力。由此，马达壳体中的液体328的沸点接近冷凝器壳体中的沸点。由此马达壁309由于在马达中所产生的损失功率而引起的增温导致：在液体体积328中发生泡核沸腾，所述泡核沸腾之后仍将阐述。

图3还以附图标记326并且一方面在马达壳体和冷凝器壳体之间的类似部位处或者另一方面也在马达壁309和冷凝器壳体114之间的类似部位处以示意形式示出各种各样的密封件。这些密封件应当符号化，使得在此应当是液体密封和压力密封的连接部。

通过马达壳体限定独立的空间，然而所述空间是与冷凝器近似相同的压力区域。这由于马达的增温和由此输出给马达壁309的能量而辅助液体体积328中的泡核沸腾，所述泡核沸腾再次引起工作介质尤其有效地分布在体积328中从而引起以小体积的冷却液体进行尤其良好的冷却。此外保证：以如下工作介质进行冷却，所述工作介质处于最有利的温度上，即热泵中最热的温度上。由此保证：对于马达壁和对于马达轴和马达间隙11和另一间隙313中的区域，总是在冷的表面处出现的所有冷凝问题都被排除。此外，在图3中所示出的实施例中，用于对流式轴冷却装置的工作介质蒸汽310是如下蒸汽，所述蒸汽在其它情况下位于马达壳体的蒸汽空间323中。该蒸汽同样如液体328那样具有最佳的(热的)温度。此外，通过溢流部324保证：区域323中的压力由于因马达冷却装置或马达壁309引起的泡核沸腾无法升高至超过冷凝器压力。此外，通过蒸汽引出将借助于马达冷却装置引起的热能引出。由此对流式轴冷却装置总是相同地工作。也就是说，如果压力过强地升高，那么过多的工作介质蒸汽能够被挤压穿过马达间隙311和另一间隙313。

用于蒸汽引入的钻孔320通常以阵列构成，所述阵列能够规则或不规则地设置。各个钻孔的直径不大于5mm并且能够例如最小的大小为1mm。

图6示出液化器，其中图6中的液化器具有蒸汽导入区102，所述蒸汽导入区完全地围绕冷凝区100延伸。特别地，在图6中示出液化器的一部分，所述部分具有液化器底部200。在液化器底部上设置有液化器壳体部段202，所述液化器壳体部段根据图6中的视图透明地示出，然而所述液化器壳体部段自然不一定必须是透明的，而是例如能够由塑料、铝压铸件等形成。侧面的壳体部分202放置在密封橡胶201上，以便实现与底部200的良好密封。此外，液化器包括液体出流部203以及液体入流部204以及中央地设置在液化器中的蒸汽引入装置205，所述蒸汽引入装置在图6中从下向上渐缩。应指出的是，图6示出热泵和该热泵的液化器的原本所期望的布置方向，其中在图6中的该布置方向中热泵的蒸发器设置在液化器下方。冷凝区100向外通过筐状的限界物207限界，所述限界物像外部的壳体部分202那样透明地示出并且通常筐状地构成。

此外，设有栅格209，所述栅格构成用于承载填充体，所述填充体在图6中未示出。如从图6中所看到的那样，筐207以蒸汽可穿过的方式设置，以便保持填充体，例如所谓的鲍尔环。这些填充体被引入到冷凝区中，更确切地说，仅引入到筐207的内部，然而不引入到蒸汽导入区102中。然而填充体也在筐207的外部这样高地填入，使得填充体的高度要么延伸直至筐207的下部的限界部要么略超出所述限界部。

图6的液化器包括工作液体引入器，所述工作液体引入器尤其通过工作液体引入装置204、通过液体引入区域210并且通过液体分配元件212形成，所述工作液体引入装置如在图6中所示出那样弯曲地围绕蒸汽引入装置以上升的螺旋部的形式设置，所述液体分配元件优选构成为孔板。尤其，工作液体引入器因此构成用于将工作液体引入到冷凝区中。

除此之外，也设有蒸汽引入器，所述蒸汽引入器如在图6中所示出的那样优选由漏斗状渐缩的引入区域205和上部的蒸汽引导区域213组成。在蒸汽管路区域213中优选装有径流式压缩机的叶轮，并且径流式压缩引起：将蒸汽通过引入装置205从下向上抽吸并且随后其由于通过径向叶轮引起的径流式压缩已经在一定程度上向外偏转90度，也就是说，由从下向上的流动偏转为从中心朝向外部的流动，所述外部在图6中是关于元件213而言。

在图6中未示出另一偏转器，所述另一偏转器使已经向外偏转的蒸汽再一次偏转90度，以便随后将蒸汽从上方引导到间隙215中，所述间隙在一定程度上是蒸汽导入区的起始部，所述蒸汽导入区在侧面围绕冷凝区延伸。蒸汽引入器因此优选环形地构成并且设有环形的间隙以引入待冷凝的蒸汽，其中工作液体引入装置在环形的间隙之内构成。

为了图解说明参照图7。图7从下方示出图6的液化器的“盖区域”的视图。特别地，从下方示意性地示出孔板212，所述孔板作用为液体分配元件。蒸汽流入间隙215示意性示出，并且从图7中得知：蒸汽流入间隙仅环形地构成，使得不直接从上方或者直接从下方将待冷凝的蒸汽馈入到冷凝区中，而是仅在侧面围绕地馈入。由此，仅液体流动穿过分配器板212的孔，而蒸汽不穿过。蒸汽仅侧面地被“吸入”到冷凝区中，更确切地说，由于穿过孔板212的液体而被“吸入”到冷凝区中。液体分配板能够由金属、塑料或者类似材料构成，并且可构成有不同的孔图案。此外，如在图6中所示出的那样，优选设有用于从元件210中流出的液体的侧面的限界部，其中该侧面的限界部以217表示。由此保证：由于弧形的引入装置204已经以旋流离开元件210并且从内向外分布在液体分配器上的液体不经由边缘喷射到蒸汽导入区中，如果所述液体尚未先通过液体分配板的孔滴落并且与蒸汽冷凝的话。

图5在剖视图中示出完整的热泵，所述热泵不仅包括蒸发器底部108而且包括冷凝器底部106。如在图5中或者在图1中所示出的那样，冷凝器底部106具有从用于待蒸发的工作液体的入流部朝向抽出开口115渐缩的横截面，所述抽出开口与压缩机或马达110耦联，也就是说，在该处优选马达的所使用的径向叶轮抽出在蒸发器空间102中产生的蒸汽。

图5示出贯穿整个热泵的横截面，特别地，在冷凝器底部的内部设置有液滴分离器404。该液滴分离器包括各个叶片405。这些叶片为了使液滴分离器保持在其位置中而引入到相应的槽406中，所述槽在图5中示出。这些槽在冷凝器底部中在朝向蒸发器底部的区域中设置在蒸发器底部的内侧中。除此之外，冷凝器底部还具有多种多样的引导特征，所述引导特征能够构成为小棒或者舌片，以便保持软管，所述软管例如设置用于引导冷凝器水，也就是说，所述软管插到相应的部段上并且耦联冷凝器水引入装置的馈入点。该冷凝器水引入装置402根据实施情况能够如在图6和7中以附图标记102、207至250示出的那样构成。此外，冷凝器优选具有冷凝器液体分配装置，所述冷凝器液体分配装置具有两个或者更多个馈入点。第一馈入点因此与冷凝器入流部的第一部段连接。第二馈入点与冷凝器入流部的第二部段连接。如果存在用于冷凝器液体分配装置的多个馈入点，那么将冷凝器入流部划分为进一步的部段。

图5的热泵的上部区域由此能够正如图6中的上部区域那样构成：经由图6和图7的孔板进行冷凝器水引入，使得获得在下游缓慢地流动的冷凝器水408，工作蒸汽112优选侧面地引入到所述冷凝器水中，使得能够获得横流冷凝，所述横流冷凝允许尤其高的效率。如也在图6中所示出的那样，冷凝区能够设有仅仅可选的填充部，其中也以409表示的边缘207保持没有填充体或类似事物，以便工作蒸汽112不仅能够在上方进入到冷凝区中而且也还能够在下方侧向进入冷凝区中。假想的限界线410应当在图5中图解说明这种情况。然而，在图5中示出的实施例中，冷凝器的整个区域构成有自身的冷凝器底部200，所述冷凝器底部设置在蒸发器底部上方。

图4示出热泵的并且尤其热泵部段的一个优选的实施例，所述热泵部段示出热泵的“上部”区域，例如在图5中所示出的那样。特别地，图5的马达M 110对应于如下区域，所述区域由马达壁309围绕，所述马达壁在图4中的横截面视图中在液体区域328中在外部优选构成有冷却片，以便增大马达壁309的表面。此外，图4中的马达壳体300的区域对应于图5中相应的区域300。在图4中，还在详细示出的横截面中示出径向叶轮304。径向叶轮304在横截面呈叉状的固定区域中安置在马达轴306上。马达轴306具有转子307，所述转子与定子308相对置。转子307包括示意性在图4中示出的永久磁体。特别地，蒸汽路径310通过马达间隙311说明。马达间隙311在转子和定子之间延伸并且通入另一间隙313中，所述另一间隙沿着轴306的横截面呈叉状的固定区域伸展至引导空间302，如以346同样示出的。

除此之外，在图4中示出应急轴承344，所述应急轴承在正常运行时不支承轴。替代于此，轴通过以343示出的轴承部段支承。应急轴承344仅存在用于在损坏的情况下支承轴从而支承径向叶轮，由此快速旋转的径向叶轮在损坏的情况下不会引起热泵中更大的损伤。图4还示出不同的固定元件，如螺丝、螺母等，并且示出呈各式各样的O形环形式的不同密封件。除此之外，图4示出附加的对流元件342，随后还要参照图10探讨所述对流元件。

图4还示出在马达壳体中在最大体积上方的蒸汽空间中的防溅部360，所述马达壳体通常由液态的工作介质填充。该防溅部构成用于，在泡核沸腾时拦截被甩到蒸汽空间中的液滴。优选地，如示意性地在图4中表示的那样的蒸汽路径310构成为，使得所述蒸汽路径通过防溅部360得益，也就是说，由于进入马达间隙和另一间隙中的流动，仅工作介质蒸汽而非液滴，由于马达壳体中的沸腾而被抽吸。

具有对流式轴冷却装置的热泵优选具有蒸汽引入装置，所述蒸汽引入装置构成为，使得穿过马达间隙和另一间隙的蒸汽流动不穿过轴承部段，所述轴承部段构成用于关于定子支承马达轴。这在图4中表明。在当前情况下包括两个滚珠轴承的轴承部段343，与马达间隙密封，更确切地说，例如通过O形环351密封。由此，工作蒸汽仅能够如通过图4中的路径310所示出的那样，通过蒸汽引入装置进入到马达壁309内部的区域中，从该处在自由空间中向下流动并且沿着转子308穿过马达间隙311进入另一间隙313中。关于此有利的是，滚珠轴承不由蒸汽环流，也就是说，轴承润滑部保留在封闭的滚珠轴承中并且不穿过马达间隙。此外，也保证：滚珠轴承不被润湿，而是总是保留在安装时所限定的状态中。

在另一实施例中，马达壳体，如在图4中所示出的那样，在热泵的运行位置中在上方安置在冷凝器壳体114上，使得定子位于径向叶轮上方并且蒸汽流310穿过马达间隙和另一间隙从上向下伸展。

此外，热泵包括轴承部段343，所述轴承部段构成用于，关于定子支承马达轴。此外，轴承部段设置为，使得在轴承部段和径向叶轮304之间设置转子307和定子308。这具有如下优点：轴承部段343能够设置在马达壳体内部的蒸汽区域中，并且转子/定子能够设置在最大的液体液位322(图3)下方，在产生最大的损失功率之处。由此实现最佳的设置，通过这种设置，每个区域位于对于所述区域而言最佳的介质中，以便实现如下目的，即一方面实现马达冷却而另一方面实现对流式轴冷却并且可能的话实现滚珠轴承冷却，关于所述滚珠轴承轮圈还将参照图10探讨。

马达壳体还包括工作介质入流部330，以便将液态的工作介质从冷凝器引导到压缩机马达的壁处以进行马达冷却。图10示出该工作介质入流部362的具体的实施情况，所述工作介质入流部对应于图3的入流部330。该工作介质入流部362伸展到闭合的体积364中，所述体积描述滚珠轴承冷却装置。导出管路从滚珠轴承冷却装置离开，所述导出管路包括小管366，所述小管并非将工作介质在上方引导到工作介质328的体积上，如在图3中所示出的那样，而是将工作介质在下方引导给马达的壁，即元件309。特别地，小管366构成用于设置在对流元件342内部，所述对流元件围绕马达壁309设置，更确切地说，以一定间距围绕马达壁设置，使得在马达壳体300内部在对流元件342内部并且在对流元件342外部存在一定体积的液态的工作流体。

通过由于与马达壁309尤其在下部区域中接触的工作介质引起的泡核沸腾，在所述体积的工作液体328内部产生对流区367，在所述下部区域处新鲜的工作介质入流部366终止。特别地，因泡核沸腾引起的沸腾气泡从下向上破裂。这引起连续的“搅动”，以便热的工作液体从下向上送入。由于泡核沸腾引起的能量随后转移到蒸汽气泡中，所述蒸汽气泡随后在蒸汽体积323中抵达液体体积328上方。在该处所产生的压力直接通过溢流部324、溢流延续部340和出流部342进入冷凝器中。由此发生从马达到冷凝器中的持续的散热，所述持续的散热主要由于导出蒸汽发生而不因导出增温的液体发生。

这意味着，实际上本来是马达废热的热，通过蒸汽引出装置优选正好进入其应该进入的地方，也就是说进入到待增温的冷凝器水中。由此，将完全的马达热保持在系统中，这尤其对于热泵的加热应用是特别有利的。但是对于热泵的冷却应用而言从马达到冷凝器中的散热也是有利的，因为冷凝器通常与有效的散热装置耦联，所述有效的散热装置例如呈待增温的区域中的换热器或者直接的散热装置的形式。也就是说，不必提供本来设置的马达废热设备，而是无论如何都由热泵产生的、通过冷凝器向外的导热在一定程度上由马达冷却装置“顺带地利用”。

马达壳体还构成用于，在热泵运行时保持液态的工作介质的最大液位并且在液态的工作介质的液位上方实现蒸汽空间323。此外，蒸汽引入装置构成为，使得所述蒸汽引入装置与蒸汽空间通流，以至于蒸汽空间中的蒸汽为了进行对流式轴冷却而被引导穿过图4中的马达间隙和另一间隙。

在图10和图4中所示出的热泵中，出流部作为溢流部设置在马达壳体中，以便将高于液位的液态的工作介质引导到冷凝器中并且此外实现蒸汽空间和冷凝器之间的蒸汽路径。优选地，出流部324是这两者，即不仅作为溢流部而且作为蒸汽路径。然而，这些功能性也能够利用不同的元件一方面通过溢流部的替选的实施方案而另一方面通过蒸汽空间的替选的实施方案执行。

热泵在图10中示出的实施例中包括特别的滚珠轴承冷却装置，所述滚珠轴承冷却装置尤其通过如下方式构成：围绕轴承部段343构成具有液态的工作介质的密封体积364。入流部362进入该体积中并且所述体积具有从滚珠轴承冷却装置进入工作介质体积以进行马达冷却的出流部366。由此，实现独立的滚珠轴承冷却装置，然而所述滚珠轴承冷却装置在外部围绕滚珠轴承伸展并且不在轴承内部伸展，使得通过该滚珠轴承冷却装置虽然有效地进行冷却，但是不影响轴承的润滑剂填充。

如此外在图10中所示出的那样，工作介质入流部362尤其包括管路部段366，所述管路部段近似延伸直至马达壳体200的底部或延伸直至马达壳体中的液态的工作介质328的底部或者至少延伸直至最大液位下方的区域，以便尤其将液态的工作介质引导离开滚珠轴承冷却装置并且将液态的工作介质输送给马达壁。

图10和图4还示出对流元件，所述对流元件与压缩机马达309的壁间隔开地设置在液态的工作介质中，并且所述对流元件在下部区域中与在上部区域中相比对于液态的工作介质而言是更容易穿过的。特别地，在图10中所示出的实施例中，上部区域是不可穿过的而下部区域的可穿透性相对强，并且对流元件在所述实施方案中以“王冠”的形式构成，所述“王冠”倒置地置于液体体积中。由此对流区367能够如在图10中所示出的那样构成。然而也能够使用替选的对流元件342，所述对流元件无论如何在上部与在下部相比穿透性是更小的。因此例如能够采用如下对流元件，所述对流元件具有下部的孔，所述孔与在上部区域中的孔相比在形状或数量上具有更大的通流截面。同样可使用替选元件，以产生如在图10中所示出的对流流动367。

为了在有轴承问题的情况下进行马达保护，设有应急轴承344，所述应急轴承构成用于，确保转子370和径向叶轮304之间的马达轴306的安全。特别地，另一间隙313延伸穿过应急轴承的轴承间隙或者优选延伸穿过有意地在应急轴承中引入的钻孔。在实施方案中，应急轴承设有大量钻孔，使得应急轴承本身出于对流式轴冷却的目的对于蒸汽流动10而言显示出尽可能小的流动阻力。

图11示出贯穿可用于优选的实施方式的马达轴306的示意性的横截面。马达轴306包括划阴影的芯，如在图11中所示出的那样，所述芯在其上部的部段中由优选两个滚珠轴承398和399支承，所述上部的部段是轴承部段343。再往下在轴306处构成有具有永久磁体307的转子。这些永久磁体放置在马达轴306上并且在上部和下部通过稳定箍397保持，所述稳定箍优选由碳构成。此外，永久磁体通过稳定套筒396保持，所述稳定套筒同样优选构成为碳套筒。该保护或稳定套筒引起：永久磁体安全地保持在轴306上并且不会由于因轴的大转速而引起的非常强的离心力而从轴脱开。

优选地，轴由铝构成并且具有横截面为叉状的固定部段395，如果径向叶轮304和马达轴并非一件式地构成而是以两个元件构成，那么所述叉状的固定部段是用于径向叶轮304的保持装置。如果径向叶轮304与马达轴306一件式地构成，那么不存在叶轮保持部段395，而是将径向叶轮304直接连接到马达轴上。在叶轮保持装置395的区域中也存在应急轴承344，如从图10中所看到的，所述应急轴承优选同样由金属并且尤其由铝构成。

接下来，根据图10示出关于马达冷却装置的第二方面的具体优选的实施例。特别地，也在图3中示出的马达壳体300构成用于获得如下压力，所述压力在热泵运行时与冷凝器壳体中的压力相比至多大20％。此外，马达壳体300能够构成用于，获得如下压力，所述压力低至使得在马达壁309因马达运行而增温时发生在液体的工作介质328和马达壳体300中的泡核沸腾。

优选地，轴承部段343还设置在最大液体液位的上方，使得即使在马达壁309不密封时液态的工作介质也无法进入轴承部段中。相反，马达的至少部分地包括转子和定子的区域位于最大液位下方，因为通常一方面在轴承区域中而另一方面也在转子和定子之间出现最大的损失功率，所述损失功率能够通过对流的泡核沸腾最佳地运走。

如尤其在图4中所示出的，溢流部324构成为：使得所述溢流部具有第一管部段，所述第一管部段伸入马达壳体中；使得所述第一管部段还具有第二管路部段340，所述第二管路部段从弯曲部段317起延伸至出流部342，所述出流部还设置在如下区域之外，在所述区域中引导空间302将通过压缩机叶轮304压缩的工作蒸汽导入冷凝器中。

图9还示出用于进行马达冷却的热泵的示意图。特别地，工作介质出流部324构成为图4或图20的替选方案。出流部不一定必须是被动式出流部，而是也能够是主动式出流部，所述主动式出流部例如通过泵或者另一元件控制并且与液位322的液位检测相关地例如将工作介质从马达壳体300中抽出。替选地，替代于管状的出流部324，也能够是在马达壳体300的底部处的可再次封闭的开口，以便通过短暂地打开可再次封闭的开口，让所控制的量的工作介质从马达壳体流出到冷凝器中。

图9还示出待增温的区域或换热器391，冷凝器入流部204从所述换热器伸展到冷凝器中，并且冷凝器出流部203从冷凝器离开。此外设有泵392，以便驱动由冷凝器入流部204和冷凝器出流部203构成的回路。该泵392优选具有通向入流部362的分支部，如示意性地示出的那样。由此不需要自身的泵，而是总归存在的用于冷凝器出流部的泵也驱动冷凝器出流的小的部分进入到入流部管路362中从而进入液体体积328中。

除此之外，图9示出冷凝器114的、具有马达壁309的压缩机马达的和马达壳体300的一般视图，如也已经根据图3描述的那样。

Claims (25)

1.一种热泵，具有下述特征：

冷凝器(114)，所述冷凝器具有冷凝器壳体；

压缩机马达，所述压缩机马达安置在所述冷凝器壳体(114)上并且具有转子和定子(308)，其中所述转子具有马达轴(306)，用于压缩工作介质蒸汽的压缩机叶轮(304)安置在所述马达轴上，并且其中所述压缩机马达具有马达壁(309)；

马达壳体(300)，所述马达壳体围绕所述压缩机马达并且具有工作介质入流部(362，330)，以便将液态的工作介质从所述冷凝器引导到所述马达壁(309)处以进行马达冷却，

其中所述马达壳体(300)还构成用于，在所述热泵运行时形成蒸汽空间(323)，并且其中所述马达壳体(300)还具有蒸汽引出装置(324)，以便在所述马达壳体中将蒸汽从所述蒸汽空间(323)导出到所述冷凝器(114)中。

2.根据权利要求1所述的热泵，其中所述马达壳体(300)构成用于，最高保持如下压力，所述压力与在热泵运行时所述冷凝器壳体中的压力相比大20％。

3.根据权利要求1或2所述的热泵，其中所述马达壳体(300)构成用于，保持如下压力，所述压力低至：使得在所述马达壁(309)由于马达运行而增温时在所述马达壳体(300)内的液态的工作介质中发生泡核沸腾。

4.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，其中所述压缩机马达还具有轴承部段(343)，通过所述轴承部段相对于所述定子(308)支承所述转子(307)，并且其中所述压缩机马达设置在所述马达壳体(300)中，使得所述轴承部段(343)位于液态的工作介质的最大液位(322)上方。

5.根据权利要求4所述的热泵，其中所述压缩机马达设置在所述马达壳体(300)中，使得所述马达的至少部分地包括所述转子(307)和所述定子(308)的区域设置在所述液态的工作介质(328)的最大液位(322)下方。

6.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，其中所述马达壁(309)设有多个冷却片(315)，所述冷却片设置在所述马达壳体(300)中，使得多个所述冷却片中的至少一部分设置在所述液态的工作介质(328)中的最大液位(322)下方。

7.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，

其中所述蒸汽引出装置构成为溢流部(324)，所述溢流部伸入所述马达壳体(300)中并且限定所述最大液位(322)，其中所述溢流部(324)从所述马达壳体延伸到所述冷凝器中，并且其中所述溢流部还是用于蒸汽从所述蒸汽空间(323)进入到所述冷凝器(114)中的蒸汽通道，使得在所述马达壳体中和在所述冷凝器壳体中存在的压力是基本上相同的。

8.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，其中所述溢流部具有下述特征：

第一管部段(324)，所述第一管部段伸入所述马达壳体(300)中；

弯曲部段(317)，所述弯曲部段与所述第一管部段(324)连接；和

管路部段(340)，所述管路部段从所述弯曲部段(317)延伸至所述冷凝器壳体中的如下区域：所述区域设置在引导空间(302)将通过压缩机叶轮(304)压缩的工作蒸汽引入所述冷凝器(114)中的区域之外。

9.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，

其中在所述马达壳体(300)中设置有对流元件(342)，所述对流元件在所述液态的工作介质(328)中延伸并且与所述压缩机马达的壁和所述马达壳体的壁间隔开，并且所述对流元件在下部区域中与在上部区域中相比对于液态的工作介质而言是更容易穿过的。

10.根据权利要求9所述的热泵，其中所述对流元件(342)是王冠状的，其中所述对流元件的具有王冠尖角的区域限定所述下部区域，并且所述对流元件(342)的上部区域对于所述液态的工作介质而言是不可穿过的。

11.根据权利要求9或10所述的热泵，其中所述对流元件构成和设置为，使得所述上部区域延伸至所述最大液位或者超出所述最大液位。

12.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，

其中所述压缩机叶轮是径向叶轮，

所述热泵还具有引导空间，所述引导空间构成用于，容纳通过所述径向叶轮压缩的蒸汽并且将其引导到所述冷凝器中，并且

所述热泵还具有蒸汽引入装置(320)，以便使蒸汽在所述马达壳体中穿引至所述定子和所述转子之间的马达间隙(311)，其中所述压缩机马达构成为，使得另一间隙(313)从所述马达间隙(311)处沿着所述径向叶轮(304)延伸至所述引导空间(302)。

13.根据权利要求12所述的热泵，其中所述马达壳体(300)在所述热泵的运行方向中在上方安置在所述冷凝器壳体(114)上，使得所述定子(308)位于所述径向叶轮(304)上方，并且所述蒸汽流(310)穿过所述马达间隙(311)和所述另一间隙(313)从上向下伸展。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的热泵，

其中所述蒸汽引出装置在所述马达壳体(300)中具有溢流部(324)，以便将所述液位(322)上方的液态的工作介质引导到所述冷凝器(114)中，并且提供所述蒸汽空间(323)和所述冷凝器(114)之间的蒸汽路径。

15.根据权利要求14所述的热泵，其中所述工作介质入流部(362)还构成用于，将离开密封体积(366)的液态的工作介质引导到所述压缩机马达的壁(309)处。

16.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，其中所述工作介质入流部(362)具有管路部段，所述管路部段构成用于，将液态的工作介质从所述密封体积(364)引导离开，并且所述管路部段延伸穿过所述马达壳体(300)中的液态的工作介质，以便将在所述管路部段中的液态的工作介质输送到所述马达壳体(300)的底部。

17.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，

其中所述马达轴具有下述特征：

轴芯(306’)；

具有永久磁体(307)的磁体区域，所述永久磁体固定在所述轴芯(306’)上；

围绕所述磁体区域(307)设置的保护套筒(396)，所述保护套筒用于保护所述永久磁体，

其中所述压缩机马达安置在所述马达壳体(300)中，使得所述磁体区域定位在液态的工作介质的最大液位下方。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的热泵，其中所述蒸汽引入装置构成为，使得穿过所述马达间隙和所述另一间隙的蒸汽流不穿过轴承部段，所述轴承部段构成用于，相对于所述定子支承所述马达轴。

19.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，

所述热泵还具有冷凝器出流部(203)和泵(392)，所述泵用于将工作介质从所述冷凝器出流部泵出至换热器(391)或待增温的区域，

其中所述泵具有两个输出端，并且其中一个输出端与所述工作介质入流部(262)耦联。

20.根据权利要求12至18中任一项所述的热泵，

其中在所述马达壳体(300)中设有防溅部(360)，所述防溅部构成用于，保持工作介质液滴远离所述蒸汽引入装置(320)，使得能够进入所述马达间隙(311)中的蒸汽与所述蒸汽空间(323)中的每体积的工作介质液滴数量相比具有数量减少的工作介质液滴。

21.根据上述权利要求中任一项所述的热泵，其中所述马达壳体(300)构成用于，保持如下压力，

所述压力高于蒸发器和所述冷凝器中的平均压力，

所述压力高于所述径向叶轮和所述引导空间(302)之间的另一间隙(313)中的压力，或者

所述压力大于或等于所述冷凝器中的压力。

22.根据权利要求1至20中任一项所述的热泵，

其中所述马达壳体(300)构成用于，保持如下压力，所述压力至少等于所述蒸发器中的压力，或者

其中所述工作介质入流部(362，330)构成用于，将液态的工作介质从所述冷凝器喷射到所述马达壁(309)上以进行马达冷却，或者

其中所述马达壳体(300)还构成用于，在所述热泵运行时保持液态的工作介质的最大液位(322)，并且在所述最大液位(322)上方形成所述蒸汽空间(323)，并且其中所述马达壳体(300)还构成用于，将所述最大液位上方的工作介质引导到所述冷凝器(114)中。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的热泵，其中在所述转子和所述定子之间构成马达间隙，并且其中所述马达壳体(300)构成用于保持液态的工作介质远离所述马达间隙。

24.一种用于制造热泵的方法，所述热泵具有下述特征：

冷凝器(114)，所述冷凝器具有冷凝器壳体；

压缩机马达，所述压缩机马达安置在所述冷凝器壳体(114)上并且具有转子和定子(308)，其中所述转子具有马达轴(306)，用于压缩工作介质蒸汽的压缩机叶轮(304)安置在所述马达轴上，并且其中所述压缩机马达具有马达壁(309)；

马达壳体(300)，所述马达壳体围绕所述压缩机马达并且具有工作介质入流部(362，330)，以便将液态的工作介质从所述冷凝器引导到所述马达壁(309)处以进行马达冷却，

其中所述马达壳体(300)还构成用于，在所述热泵运行时形成蒸汽空间(323)，并且其中所述马达壳体(300)还具有蒸汽引出装置(324)，以便在所述马达壳体中将蒸汽从所述蒸汽空间(323)导出到所述冷凝器(114)中。

25.一种用于运行热泵的方法，所述热泵具有下述特征：冷凝器(114)，所述冷凝器具有冷凝器壳体；压缩机马达，所述压缩机马达安置在所述冷凝器壳体(114)上并且具有转子和定子(308)，其中所述转子具有马达轴(306)，用于压缩工作介质蒸汽的压缩机叶轮(304)安置在所述马达轴上，并且其中所述压缩机马达具有马达壁(309)；马达壳体(300)，所述马达壳体围绕所述压缩机马达并且具有工作介质入流部(362，330)，以便将液态的工作介质从所述冷凝器引导到所述马达壁(309)处以进行马达冷却，其中所述方法包括下述步骤：

在所述热泵运行时，在所述马达壳体中将蒸汽从蒸汽空间(323)引导到所述冷凝器(114)中。