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Hintergrund
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Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer Motorpumpe, die in einem Höchsttemperaturbereich von 450°C oder mehr verwendbar ist, einen durch das Verfahren hergestellten Elektrodraht und eine Motorpumpe mit dem Elektrodraht.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Feuerfeste Kleidung, die als Schutz vor Feuer oder einem Explosionsunglück verwendet wird, verschiedene hitzebeständige Kunststoffe, ein Energiesparmotor, ein elektronisches Produkt, Rohmaterialien der Halbleiterindustrie oder dergleichen sollen hohen Temperaturen widerstehen können. Ein Prozess zum Herstellen eines als ein Ausgangsmaterial dieser Produkte verwendeten Harzes wird ebenfalls unter Hochtemperaturbedingungen ausgeführt. D. h., nachdem ein Thermofluid unter Verwendung eines Wärmemediumerhitzers auf 400°C oder mehr erwärmt wurde und durch eine Übertragungsleitung zirkuliert wird, wird ein flüssiges Harzausgangsmaterial durch eine Rohrleitung in der Übertragungsleitung transportiert. Hierbei kann, wenn die Temperatur der Übertragungsleitung verringert wird, das Harzausgangsmaterial aushärten.
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Um ein Aushärten des Ausgangsmaterials zu vermeiden, wird ein Hochtemperatur-Thermofluid verwendet. Ferner sollte zum Transportieren des Thermofluids eine einer Vorrichtung zugehörige Pumpe unter Hochtemperaturbedingungen hitzebeständig und dauerhaltbar sein. Als Pumpe zum Umwälzen eines Hochtemperatur-Thermofluids ist eine Spaltrohrmotorpumpe bekannt, die eine Kreiselpumpe und einen Motor aufweist, die integral miteinander kombiniert sind, und die durch Leiten eines Teils einer Pumpflüssigkeit zu einem Motor oder einem Lager eine Schmierung und eine Kühlung bereitstellt. Weil die Pumpflüssigkeit in eine Rotorkammer des Motors eingeleitet wird, ist die Motorpumpe in Spaltrohrform konfiguriert, so dass die Pumpflüssigkeit nicht in Motorkomponenten eindringt. Die Spaltrohrmotorpumpe wird in einer Fabrik oder dergleichen verwendet, die einen Kunststoff oder ein Produkt herstellt, wie beispielsweise eine Faser oder dergleichen, wobei alle Vorrichtungen versiegelt sind, so dass keine Flüssigkeitsleckagen entstehen und keine Geräusche erzeugt werden.
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Im Falle einer höheren Temperatur eines Arbeitsfluids ist eine Wasserkühlungsstruktur vorgeschlagen worden, in der ein Aufbau verwendet wird, wie beispielsweise ein Kühlmantel, der an einer Außenseite der Motorpumpe angeordnet ist, um ein Überhitzen der Motorpumpe zu verhindern. In diesem Fall kommt man nicht umhin, eine Kühlvorrichtung zu installieren, die eine große Wassermenge verwendet, so dass mehrere Probleme dahingehend entstehen, dass Wasser auch unter Verwendung anderer Energie eine Kühlung bewirkt. D. h., es wird eine große Energiemenge verschwendet, um ein Kühlmittel zuzuführen. Außerdem sollte, weil die installierte Kühlvorrichtung korrodiert, diese in Intervallen von sechs Monaten bis zu einem Jahr periodisch gereinigt werden. Außerdem sollte, weil eine gebrauchte Kühlvorrichtung zerfressen werden kann, diese in vorgegebenen Intervallen ersetzt werden.
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Eines der wichtigsten technischen Probleme besteht darin, dass ein im Motor gewickelter Elektrodraht einer starken Hitze widerstehen muss, damit die einer hohen Temperatur ausgesetzte Motorpumpe eine stabile Leistung erbringt. Im Allgemeinen ist, weil eine auf einem Elektrodraht aufgebrachte Harzmaterialschicht bei einer hohen Temperatur möglicherweise keine isolierende Eigenschaft sicherstellen kann, in einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe ein Elektrodraht erforderlich, der der hohen Temperatur zu widerstehen vermag. Außerdem wird bei einem Elektrodraht für eine Wicklung der höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe ein Beschichtungsmaterial in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur geändert. Industriellen Anforderungen folgend hat ein Temperaturgrenzwert der Pumpe allmählich zugenommen, und die Nachfrage nach einem Elektrodraht für eine Wicklung, der auch bei einer Temperatur von 450°C oder mehr dauerhaltbar ist und eine isolierende Eigenschaft hat, ist gestiegen.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe, der eine höhere Hitzebeständigkeit aufweist, und einen durch das Verfahren hergestellten Elektrodraht anzugeben.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine höchsthitzebeständige Motorpumpe bereitzustellen, die bei einer Temperatur von 450°C oder mehr verwendet werden kann, wodurch der Nachteil eines Wasserkühlungssystems eliminiert wird, und die unmittelbar in einer Hochtemperaturumgebung in einem Luftkühlungssystem verwendbar ist.
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Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsthitzebeständigen Motorpumpe bereitgestellt, umfassend: Beschichten eines blanken Kupferdrahtes mit einer ersten hitzebeständigen Harzschicht, Aufbringen einer Fasergewebeummantelung auf eine Außenfläche der ersten hitzebeständigen Harzschicht, Beschichten einer Außenfläche der Fasergewebeummantelung mit einer zweiten hitzebeständigen Harzschicht und Aufbringen einer anorganischen Umhüllung auf eine Außenfläche der zweiten hitzebeständigen Harzschicht.
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Die erste hitzebeständige Harzschicht und die zweite hitzebeständige Harzschicht können jeweils ein Harz auf Polyimidbasis enthalten.
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Die Fasergewebeummantelung kann eine Vielzahl Glasfasern aufweisen, die so verwoben sind, dass sie sich in einer schraubenförmigen Richtung kreuzen.
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Das Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe kann ferner ein Wickeln des Elektrodrahtes zwischen dem Beschichten der Außenfläche der Fasergewebeummantelung mit der zweiten hitzebeständigen Harzschicht und dem Aufbringen der anorganischen Umhüllung auf die Außenfläche der zweiten hitzebeständigen Harzschicht umfassen.
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Das Aufbringen der anorganischen Umhüllung auf die Außenfläche der zweiten hitzebeständigen Harzschicht kann ein Imprägnieren des gewickelten Elektrodrahtes in einem Gemisch aus einem Keramikpulver und einem Polyimidharz bei Unterdruck beinhalten.
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Gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe bereitgestellt, umfassend: Beschichten eines blanken Kupferdrahtes mit einer hitzebeständigen Harzschicht auf Polyimidbasis, Aufbringen einer Fasergewebeummantelung auf eine Außenfläche der aufgebrachten hitzebeständigen Harzschicht und Aufbringen einer anorganischen Umhüllung auf eine Außenfläche der Fasergewebeummantelung.
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Gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe bereitgestellt, umfassend: Aufbringen einer Fasergewebeummantelung auf eine Außenfläche eines blanken Kupferdrahtes, Beschichten einer Außenfläche der Fasergewebeummantelung mit einer hitzebeständigen Harzschicht auf Polyimidbasis und Aufbringen einer anorganischen Umhüllung auf eine Außenfläche der aufgebrachten hitzebeständigen Harzschicht.
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Die hitzebeständige Harzschicht kann ein Harz auf Polyimidbasis enthalten.
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Gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrodraht für die Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe bereitgestellt, mit: einem blanken Kupferdraht, einer auf eine Außenfläche des blanken Kupferdrahtes aufgebrachten Fasergewebeummantelung, einer auf die Außenfläche des blanken Kupferdrahtes und/oder eine Außenfläche der Fasergewebeummantelung aufgebrachten hitzebeständigen Harzschicht und einer auf die Außenfläche der Fasergewebeummantelung oder der hitzebeständigen Harzschicht aufgebrachten anorganischen Umhüllung.
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Gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine höchsttemperaturbeständige Motorpumpe bereitgestellt, mit: einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, einem im Gehäuse aufgenommenen Flügelrad, einer mit dem Flügelrad verbundenen Rotoranordnung mit einem durch eine Rotorhülse versiegelten Rotorkern, und einer Statoreinheit mit einem zur Aufnahme der Rotoranordnung ausgebildeten Hohlraumabschnitt, die dazu konfiguriert ist, eine Drehkraft für die Rotoranordnung zu liefern, wobei die Statoreinheit durch eine Statorhülse in einem Zustand versiegelt ist, in dem ein Elektrodraht für eine Wicklung um einen Statorkern gewickelt ist, wobei der Elektrodraht für eine Wicklung aufweist: einen blanken Kupferdraht, eine auf eine Außenfläche des blanken Kupferdrahtes aufgebrachte Fasergewebeummantelung und eine hitzebeständige Harzschicht, die auf die Außenfläche des blanken Kupferdrahtes und/oder eine Außenfläche der Fasergewebeummantelung aufgebracht ist.
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Der Elektrodraht für eine Wicklung kann ferner eine auf eine Außenfläche der Fasergewebeummantelung oder der hitzebeständigen Harzschicht aufgebrachte anorganische Umhüllung aufweisen.
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Die hitzebeständige Harzschicht kann aufweisen: eine auf die Außenfläche des blanken Kupferdrahtes aufgebrachte erste hitzebeständige Harzschicht und eine auf die Außenfläche der Fasergewebeummantelung aufgebrachte zweite hitzebeständige Harzschicht.
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Die hitzebeständige Harzschicht kann ein Harz auf Polyimidbasis enthalten.
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Die hitzebeständige Harzschicht kann Glasfasern enthalten.
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Die anorganische Umhüllung kann durch Imprägnieren eines Keramikpulvers in einem Polyimidharz bei Unterdruck und anschließendes Trocknen und Aushärten des Keramikpulvers ausgebildet werden.
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Die Statoreinheit kann einen vorderen Flansch und einen hinteren Flansch aufweisen, wobei der Durchmesser des vorderen Flansches größer sein kann als derjenige des hinteren Flansches und durch einen Flanschbolzen direkt mit dem Gehäuse verbunden sein kann.
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Die höchsttemperaturbeständige Motorpumpe kann ferner aufweisen: ein sich von einer Seite der Statoreinheit erstreckendes Verlängerungsrohr und einen an einem Endabschnitt des Verlängerungsrohrs ausgebildeten Verbinder.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Querschnittansicht, die eine höchsttemperaturbeständige Motorpumpe 100 zeigt, in der ein Elektrodraht für eine Wicklung der höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;
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2 ist eine Querschnittansicht, die eine Stapelstruktur des Elektrodrahtes 200 für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4A bis 4E sind Prozessdiagramme zum konzeptionellen Darstellen des Verfahrens zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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6 ist ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung
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Nachstehend werden ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe und ein durch das Verfahren hergestellter Elektrodraht gemäß exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 ist eine schematische Querschnittansicht, die eine höchsttemperaturbeständige Motorpumpe 100 zeigt, in der ein Elektrodraht für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie in 1 dargestellt, kann ein Elektrodraht 200 für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe für eine Wicklung der 'höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe' 100 oder dergleichen verwendet werden, die in einer Hochtemperaturumgebung eingesetzt wird.
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Die höchsttemperaturbeständige Motorpumpe 100 kann Komponenten aufweisen wie etwa ein Gehäuse 110, ein Flügelrad 115, ein vorderes Gehäuseteil 121, ein hinteres Gehäuseteil 122, eine Statoreinheit 130, eine Rotoranordnung 140, Lager 151 und 152, Buchsen 155 und 156, ein Zusatzflügelrad 160, einen Verbinder 170 und dergleichen. In einigen Fällen weist die höchsttemperaturbeständige Motorpumpe 100 jedoch einige der vorstehend erwähnten Komponenten nicht auf oder sie können durch eine andere Ausgestaltung ersetzt sein. Unter diesen Komponenten wird der Elektrodraht für eine in der Statoreinheit 130 vorgesehene Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 2 ausführlich beschrieben.
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Gemäß 1 weist das Gehäuse 110, das ein das Flügelrad 115 umschließendes Bauteil ist, einen Einlass 111, dem ein Arbeitsfluid, d. h. ein geschmolzenes Hochtemperaturharz oder dergleichen zugeführt wird, und einen Auslass 112 auf, an dem das Arbeitsfluid durch eine Zentrifugalkraft transportiert wird.
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Das Flügelrad 115, das ein mit der Rotoranordnung 140 verbundenes Bauteil ist, empfängt eine von der Rotoranordnung 140 gelieferte Antriebskraft und führt das Arbeitsfluid zwangsweise in eine Zentrifugalrichtung, um es ihm zu ermöglichen, sich zum Auslass 112 des Gehäuses 110 zu bewegen.
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Das vordere Gehäuseteil 121 und das hintere Gehäuseteil 122 sind so ausgebildet, dass sie jeweils nach innen erweitert sind, um Sitzflächen bereitzustellen, auf denen die Lager 151 und 152 aufliegen. Um das vordere Gehäuseteil 121 und das hintere Gehäuseteil 122 miteinander zu verbinden, weist die Statoreinheit 130 die entsprechenden Flansche 131 und 132 auf. Hierbei kann der vordere Flansch 131 so ausgebildet sein, dass sein Durchmesser größer ist als derjenige des hinteren Flansches 132, so dass er direkt mit dem Gehäuse 110 verbindbar ist. Der vordere Flansch 131 und das Gehäuse 110 sind durch einen von der Seite des vorderen Flansches 131 eingeführten Flanschbolzen 135 miteinander verbunden. Durch eine direkte Verbindungsstruktur zwischen der Statoreinheit 130 und dem Gehäuse 110 kann eine hohe Dichtungskraft erzielt und die Montage vereinfacht werden. Das vordere Gehäuseteil 121 ist mit dem vorderen Flansch 131 der Statoreinheit 130 durch einen von der Seite des vorderen Gehäuseteils 121 eingeführten Flanschbolzen 125 verbunden.
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Die Rotoranordnung 140 weist eine Welle 141, einen an der Welle 141 befestigten Rotorkern 142 und eine Rotorhülse 143 auf, die den Rotorkern 142 versiegelt. Die Welle 141 hat ein Durchgangsloch 141a, das in einer Längsrichtung in ihrer Mitte ausgebildet ist, und ein Seitenloch 141b, das mit dem Durchgangsloch 141a verbunden und in einer radialen Richtung ausgebildet ist. Wenn der Motor in Betrieb ist, wird das Arbeitsfluid durch die Wirkung des Flügelrades 111 über das Durchgangsloch 141a eingeleitet und dann über das Seitenloch 141b einem Innenraum des Motors zugeführt.
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Ein vorderes Ende und ein hinteres Ende der Rotoranordnung 140 ist jeweils durch eine Buchse 153 bzw. 154 gefasst, und die Buchsen 153 und 154 sind durch die jeweiligen Lager 151 und 152 gehalten. Die Lager 151 und 152 weisen ein helixförmiges und in axialen Richtungen ausgebildetes Labyrinth 151a auf, und ein leichtgängiges Gleiten zwischen der Welle 141 und den Lagern 151 und 152 wird erzeugt, indem das Arbeitsfluid entlang des Labyrinths 151a bewegt wird. Deshalb wird durch das durch eine Pumpe transportierte Arbeitsfluid eine Schmierwirkung ohne Verwendung eines separaten Schmieröls erzielt.
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Die Statoreinheit 130 hat einen Aufbau, bei dem der Elektrodraht 200 um einen Eisenkern 133 gewickelt und durch eine Statorhülse 134 versiegelt ist. An einem vorderen Endabschnitt und einem hinteren Endabschnitt der Statoreinheit 130 sind die Flansche 131 und 132 so angeordnet, dass sie mit dem vorderen Gehäuseteil 121 bzw. mit dem hinteren Gehäuseteil 122 verbunden sind, wie vorstehend beschrieben wurde. Der in der Statoreinheit 130 angeordnete Elektrodraht 200 ist eine Hauptkomponente, die unter Hochtemperaturbedingungen eine isolierende Eigenschaft aufrechterhalten sollte. Nachstehend wird der Elektrodraht 200 unter Bezug auf 2 ausführlich beschrieben. Das Zusatzflügelrad 160 stellt einen Durchlass zum Ausstoßen von Luft bereit, die sich in einem Innenraum befindet, in dem die Rotoranordnung 140 montiert ist. D. h., das Zusatzflügelrad 160 stößt die Luft so aus, dass das Arbeitsfluid durch die Drehbewegung des Flügelrades 115 in den Innenraum eingeleitet wird, nachdem eine wärmetauscherartige Kühlvorrichtung für einen Transformator aktiviert wurde, und wird abgeschaltet bzw. geschlossen, wenn die Luft vollständig entfernt wurde.
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Der Verbinder 170, der ein Bauteil ist, das den Elektrodraht 200 oder dergleichen der Statoreinheit 130 mit einem externen Anschluss verbindet, ist durch ein Verlängerungsrohr 171 von einer Hochtemperatur-Statoreinheit 130 in einem vorgegebenen Abstand gehalten. Das Verlängerungsrohr 171 ermöglicht, dass der Verbinder in einem Notfall leicht gehandhabt werden kann, und schützt den Verbinder 170 gleichzeitig vor der hohen Temperatur.
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2 ist eine Querschnittansicht, die eine Stapelstruktur des Elektrodrahtes 200 für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, 3 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die 4A bis 4E zeigen Prozessdiagramme zum konzeptionellen Darstellen des Verfahrens zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 2 bis 4E dargestellt ist, hat der Elektrodraht 200 für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Aufbau, gemäß dem ein blanker Kupferdraht 210, eine erste hitzebeständige Harzschicht 220, eine Fasergewebeummantelung 230, eine zweite hitzebeständige Harzschicht 240 und eine anorganische Umhüllung 250 nacheinander von der Mitte ausgehend stapelförmig angeordnet sind. Obgleich in 2 beispielhaft eine Konfiguration dargestellt ist, in der sowohl die erste als auch die zweite hitzebeständige Harzschicht 220 und 240 verwendet worden sind, kann auch eine der Schichten weggelassen werden. Das Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Beschichten eines blanken Kupferdrahts mit einer ersten hitzebeständigen Harzschicht (S110), ein Aufbringen einer Fasergewebeummantelung (S120), ein Aufbringen einer zweiten hitzebeständigen Harzschicht (S130) und ein Aufbringen einer anorganischen Umhüllung (S140) umfassen, wie in 3 dargestellt ist. Nachstehend wird ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes 200 für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe unter Bezug auf die 4A bis 4E beschrieben.
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Der blanke Kupferdraht, der dazu geeignet ist, einer Behandlung unterzogen zu werden, die ihn hitzebeständig macht, kann so ausgewählt werden, dass er einen einer Leistung des Motors entsprechenden Durchmesser hat.
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Die erste hitzebeständige Harzschicht 220, die eine auf den blanken Kupferdraht 210 zuerst aufgebrachte hitzebeständige Schicht ist, kann aus einem hitzebeständigen Harz bestehen. Als das hitzebeständige Harz kann ein Harz 221 auf Polyimidbasis mit einer ausgezeichneten Hitzebeständigkeit und Feuerbeständigkeit verwendet werden. Das Polyimidharz ist ein Material, das einer hohen Temperatur von 400°C oder mehr zu widerstehen vermag. Weil im Vergleich zu einer herkömmlichen Technik, gemäß der ein Polyimidharz nach einem niedrigschmelzenden Harz, wie beispielsweise Polyolefin oder dergleichen aufgebracht wird, das Polyimidharz zusätzlich aufgebracht wird, nachdem der blanke Kupferdraht direkt beschichtet wurde, wie in der vorliegenden Ausführungsform, wird eine Wärmebeständigkeitstemperatur erheblich erhöht. D. h., in dem Fall, in dem der blanke Kupferdraht mit einem Klebeharz, wie beispielsweise Polyolefin, beschichtet wird, bevor er mit dem Polyimidharz beschichtet wird, nimmt die Wärmebeständigkeitstemperatur durch das Polyolefin ab. Das Polyimidharz haftet aber unmittelbar an, wie in der vorliegenden Ausführungsform, so dass die Wärmebeständigkeitstemperatur nicht abnimmt.
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Wie in 4A dargestellt ist, wird dem flüssigen hitzebeständigen Harz 221 durch eine Heizeinrichtung H Wärme in einem Zustand zugeführt, in dem der blanke Kupferdraht mit dem flüssigen hitzebeständigen Harz 221 beschichtet ist, wodurch das flüssige hitzebeständige Harz 221 aushärtet.
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Die Fasergewebeummantelung 230 ist mit hitzebeständigen Fasern beschichtet, um den mit der ersten hitzebeständigen Harzschicht 220 beschichteten blanken Kupferdraht 210 zu verstärken und die Hitzebeständigkeit zu erhöhen. Die hitzebeständigen Fasern, die die Fasergewebeummantelung 230 bilden, welche die erste hitzebeständige Harzschicht 220 umschließende Glasfasern sind und mehrere Stränge haben, können eine Ausgestaltung haben, gemäß der die mehreren Glasfaserstränge kontinuierlich so verwoben sind, dass sie sich in einer Helixrichtung kreuzen, wie in 4B dargestellt ist. Weil die Glasfasern einer Temperatur von 1000°C oder mehr widerstehen können, dienen sie als hitzebeständiger Teil für die erste hitzebeständige Harzschicht 220 und den darin angeordneten blanken Kupferdraht.
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Die zweite hitzebeständige Harzschicht 240 ist in einen Zwischenraum zwischen den Strängen der Fasergewebeummantelung 230 eingefüllt, um die Hitzebeständigkeit zu erhöhen und ein Auseinanderlaufen der Fasergewebeummantelung 230 zu verhindern. Die zweite hitzebeständige Harzschicht 240 kann ebenfalls aus einem hitzebeständigen Harz 241 auf Polyimidbasis hergestellt sein.
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Die anorganische Umhüllung 250 fixiert den Elektrodraht so, dass er in einer vorgegebenen Form in einem Zustand gehalten wird, in dem ein Arbeitsvorgang zum Wickeln des Elektrodrahtes beendet ist, und blockiert eine Wärmeübertragung zum darin angeordneten blanken Kupferdraht 210. Die anorganische Umhüllung 250 kann durch Imprägnieren eines Keramikpulvers, das dazu geeignet ist, dem gewickelten Draht zu ermöglichen, der Hochtemperatur zu widerstehen, in einem Polyimidharz bei Unterdruck ausgebildet werden.
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Der wie vorstehend beschrieben hergestellte Elektrodraht 200 für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe hat auch in einer Umgebung, in der eine Temperatur von 450°C oder mehr kontinuierlich aufrechterhalten wird, eine verbesserte Haltbarkeit ohne Verringerung seiner Isoliereigenschaft. Daher ist die Notwendigkeit für ein Kühlmittel zum Kühlen der Motorpumpe oder für einen Mantel zum Umwälzen des Kühlmittels geringer, so dass die Betriebskosten erheblich gesenkt werden und keine Kosten für eine Wartung erforderlich sind.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Beschichten eines vorbereiteten blanken Kupferdrahtes mit einer hitzebeständigen Harzschicht (S210), ein Aufbringen einer Fasergewebeummantelung auf die hitzebeständige Harzschicht (S220), ein Wickeln des Elektrodrahtes (S230) und ein Aufbringen einer anorganischen Umhüllung auf den gewickelten Elektrodraht (S240) umfassen. Dabei kann die hitzebeständige Harzschicht aus einem hitzebeständigen Harz auf Polyimidbasis bestehen und die Fasergewebeummantelung kann Glasfasern aufweisen. Die Hitzebeständigkeit wird durch das hitzebeständige Harz und die Fasergewebeummantelung verbessert, und die anorganische Umhüllung minimiert das Eindringen von Wärme in den darin angeordneten blanken Kupferdraht unter Aufrechterhaltung der Gestalt.
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6 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß einer noch anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Aufbringen einer Fasergewebeummantelung auf einen vorbereiteten blanken Kupferdraht (310), ein Beschichten der Fasergewebeummantelung mit einer hitzebeständigen Harzschicht (S320), ein Wickeln des Elektrodrahtes (S330) und ein Aufbringen einer anorganischen Umhüllung auf den gewickelten Elektrodraht (S340) umfassen. Dabei kann die hitzebeständige Harzschicht aus einem hitzebeständigen Harz auf Polyimidbasis bestehen und die Fasergewebeummantelung kann Glasfasern aufweisen. Das Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der noch anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich vom Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der anderen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, dass die hitzebeständige Harzschicht aufgebracht wird, nachdem die Fasergewebeummantelung aufgebracht worden ist. Außerdem kann die hitzebeständige Harzschicht auch ausgebildet werden bevor und nachdem die Fasergewebeummantelung aufgebracht wird.
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Mit dem Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der blanke Kupferdraht mit einer Verbundschichtstruktur aus der hitzebeständigen Harzschicht, der Fasergewebeummantelung und der anorganischen Umhüllung beschichtet, so dass es möglich ist, einen Motor oder eine Motorpumpe mit einer hohen Stabilität auch unter Hochtemperaturbedingungen von 450°C oder mehr herzustellen.
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Außerdem sind, weil die Temperatur, der die als Kernkomponente des Motors dienende Wicklung widersteht, erhöht ist, ein Kühlmantel und ein Kühlmittel, die in einem Wasserkühlungssystem erforderlich sind, grundsätzlich nicht erforderlich, so dass die Produktionskosten erheblich gesenkt werden können.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren zum Herstellen eines Elektrodrahtes für eine Wicklung einer höchsttemperaturbeständigen Motorpumpe und der durch das Verfahren hergestellte Elektrodraht sind nicht auf die Konfiguration und das Verfahren der vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen beschränkt. Alle oder einige der vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen können auch wahlweise miteinander kombiniert werden, so dass verschiedenartige Abwandlungen erhalten werden.
