Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von elektrischer Method and device for converting electrical
Energie in NutzwärmeEnergy in useful heat
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von elektrischer Energie in Nutzwärme sowie eine Heizanlage zur Erzeugung von Brauchwasser undThe present invention relates to a method for converting electrical energy into useful heat and a heating system for the production of hot water and
Heizungswasser unter Verwendung und Einsatz eines Hydrosystems .Heating water using and using a hydro system.
In bekannten Hydrosystemen wird Energie umgewandelt und transportiert. Hydrosysteme als solches haben großeIn known hydro systems, energy is converted and transported. Hydrosystems as such have large ones
Vorteile gegenüber anderen Systemen zur Energieumwandlung, da sie eine sehr hohe Energiedichte erlauben. Die elektrische Energie wird mittels einer Motor-Pumpengruppe in hydraulische Energie umgewandelt. Bei der Energieumwandlung und dem Energietransport entstehenAdvantages over other systems for energy conversion, since they allow a very high energy density. The electrical energy is converted into hydraulic energy by means of a motor-pump group. Arise in energy conversion and transportation
Verluste, so daß bei der Umwandlung von mechanischer und hydraulischer Energie in Wärme die Temperatur der Hydroflüssigkeit sich erhöht. Die letztlich erreichbare Temperatur der Hydroflüssigkeit wird beeinflußt von der Wärmezufuhr und der Wärmeabfuhr, wobei die Wärmezufuhr durch eine warme Umgebung, Verlustleistungen aus inneren Leckagen, Verlustleistungen aus Drosseln und Verlustleistungen durch Durchflußwiderstände erfolgt.Losses, so that the temperature of the hydraulic fluid increases when mechanical and hydraulic energy is converted into heat. The ultimately achievable temperature of the hydraulic fluid is influenced by the heat supply and the heat dissipation, the heat supply being effected by a warm environment, power losses from internal leakages, power losses from chokes and power losses from flow resistances.
Bei bekannten Hydrosystemen wird aus einem großen Tank Öl mittels einer motorbetriebenen Pumpe zu einem Hydrosystem geführt und das von dem System zurückgeführte erwärmte Öl über einen Wärmetauscher wieder in den Öltank eingeführt.In known hydraulic systems, oil is fed from a large tank to a hydraulic system by means of a motor-driven pump, and the heated oil returned by the system is reintroduced into the oil tank via a heat exchanger.
ERSATZBLATT
Durch den Wärmetauscher wird die in dem Öl enthaltene Wärme aus dem Hydrosystem abgeführt.REPLACEMENT LEAF The heat contained in the oil is removed from the hydraulic system through the heat exchanger.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die im Hinblick auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der eingesetzten und abgenommenen Energie gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen verbessert ist.The present invention is based on the object of specifying a method and a device which is improved with respect to the efficiency with regard to the energy used and removed compared to the known methods and devices.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention, this object is achieved by the method having the features of the main claim. Further advantageous refinements can be found in the subclaims.
Bei dem Verfahren zur Umwandlung von elektrischer Energie in Nutzwärme wird in einem thermisch isolierten, mit Öl gefüllten Behälter mindestens ein Unterölelektromotor, der eine Hydraulikpumpe antreibt und mindestens ein der Hydraulikpumpe nachgeschaltetes Steuerventil angeordnet. Alle diese Einrichtungen befinden sich vollständig in dem Ölbad. Der Unterölelektromotor treibt dabei die Hydraulikpumpe an, so daß das Öl aus dem Ölbad angesaugt und durch das Steuerventil wieder an das Ölbad abgegeben wird. Durch die Umwälzung des Öls wird die dem Motor zugeführte elektrische Energie zuerst in hydraulische und mechanische Energie und dann in Wärme umgewandelt, die in dem Öl gespeichert wird. Durch die Anordnung unter Öl gelangt das Öl auch in den Spalt zwischen Rotor und Stator.In the method for converting electrical energy into useful heat, at least one sub-oil electric motor, which drives a hydraulic pump and at least one control valve downstream of the hydraulic pump, is arranged in a thermally insulated container filled with oil. All of these devices are completely in the oil bath. The sub-oil electric motor drives the hydraulic pump so that the oil is sucked out of the oil bath and released again into the oil bath by the control valve. The circulation of the oil converts the electrical energy supplied to the engine first into hydraulic and mechanical energy and then into heat, which is stored in the oil. Due to the arrangement under oil, the oil also gets into the gap between the rotor and stator.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das aus dem Spalt zwischen dem Stator und Rotor des Unterölelektromotors austretende Öl von der Hydraulikpumpe angesaugt und unter Druck durch das Steuerventil wieder in das Ölbad gepreßt. Das Steuerventil wirkt als Stromregelventil, das in Abhängigkeit von der durch die Temperatur beeinflußten Viskosität des Öls den Ölstrom regelt. Beim Austritt des Öls durch eine auf die Betriebsparameter abces -irr-ir eAccording to a preferred embodiment of the method according to the invention, the oil emerging from the gap between the stator and rotor of the sub-oil electric motor is sucked in by the hydraulic pump and pressed back into the oil bath under pressure by the control valve. The control valve acts as a flow control valve, which regulates the oil flow depending on the viscosity of the oil, which is influenced by the temperature. When the oil escapes through an abces -irr-ir e
ERSATZBLATT
Austrittsöffnung wird das Öl aufgrund der Reibungsverluste erwärmt, und steht als im Öl gespeicherte Nutzwärme zur Verfügung. Durch diese besondere Ausgestaltung wird ein Optimum an Wärme in dem Steuerventil erzeugt.REPLACEMENT LEAF The outlet opening heats the oil due to the friction losses and is available as useful heat stored in the oil. This special design generates an optimum amount of heat in the control valve.
Durch das erfindungεgemäße Verfahren wird jegliche, in dem offenen Kreislauf erzeugte Verlustwärme an das Öl übertragen und steht zur Weiterverarbeitung zur Verfügung. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Unterölelektromotor mit 1000 bis 3000, bevorzugt mit 1500 Umdrehungen pro Minute betrieben. Das Öl wird mit einem Druck von 160 bis 250, bevorzugt 170 bar umgewälzt.The method according to the invention transfers any heat loss generated in the open circuit to the oil and is available for further processing. According to a further advantageous embodiment, the sub-oil electric motor is operated at 1000 to 3000, preferably at 1500 revolutions per minute. The oil is circulated at a pressure of 160 to 250, preferably 170 bar.
Vorteilhafterweise wird das Öl vor dem Eintritt in die Hydraulikpumpe gefiltert, um Verunreinigungen aus dem Kreislauf zu entfernen.Advantageously, the oil is filtered before entering the hydraulic pump to remove contaminants from the circuit.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird aus Umweltgründen ein Hydrauliköl auf synthetischer Esterbasis verwendet, da dieses Öl biologisch abbaubar und nicht mit Wasser verbindbar ist.According to a further advantageous embodiment, a hydraulic oil based on synthetic esters is used for environmental reasons, since this oil is biodegradable and cannot be combined with water.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit das Öl in einer Unterölanlage in einem offenem Kreislauf umgewälzt und dabei aufgrund der Bewegung sowie der bei den einzelnen Bauteilen entstehenden Verlustwärme derart erwärmt, daß die in dem Öl als Wärme gespeicherte Energie an Heizsysteme abgegeben werden kann. Dabei wird das Öl, das aus dem Spalt zwischen Stator und Rotor des Unterölelektromotors austritt, von der dem Unterölelektromotor angetriebenen Pumpe angesaugt und über ein Steuerventil wieder in das Ölbad zurückgegeben. Dieses Verfahren bewirkt nahezu eine vollständige Umwandlung der elektrischen Energie in Wärme.In the method according to the invention, the oil is circulated in an open oil system in an open circuit and is heated due to the movement and the heat loss generated in the individual components such that the energy stored in the oil as heat can be given off to heating systems. The oil that emerges from the gap between the stator and the rotor of the sub-oil electric motor is drawn in by the pump driven by the sub-oil electric motor and returned to the oil bath via a control valve. This process almost completely transforms electrical energy into heat.
Die Aufgabe für die Heizanlage zur Erzeugung von Brauchwasser und Heizungswasser wird gemäß den Merkιτ*ä_.e: des Anspruchs 7 gelöst. Weitere vorteilhafteThe task for the heating system for the production of domestic water and heating water is solved according to the Merkιτ * ä_.e: of claim 7. More beneficial
ERSATZBLATT
Ausgestaltungen sind in den entsprechenden rückbezogenenREPLACEMENT LEAF Refinements are in the corresponding back-related
Unteransprüchen angegeben.Subclaims specified.
Die erfindungsgemäße Heizanlage weist einen Wärmeerzeuger auf, der ein thermisch isoliertes Gehäuse, das mit Öl gefüllt ist, umfaßt, in dem eine Hydraulikpumpe angeordnet ist, die über einen Unterölelektromotor angetrieben und der ein Steuerventil nachgeschaltet ist. Die Hydraulikpumpe saugt das aus dem Spalt zwischen Stator und Rotor desThe heating system according to the invention has a heat generator, which comprises a thermally insulated housing, which is filled with oil, in which a hydraulic pump is arranged, which is driven by a sub-oil electric motor and which is followed by a control valve. The hydraulic pump sucks this out of the gap between the stator and rotor of the
Unterölelekromotors austretende Öl an und gibt das Öl unter Druck über das Steuerventil wieder an das Ölbad ab. Dabei regelt das Steuerventil viskositätεabhängig den Ölstrom. Das durch eine definierte Auεtrittsöffnung austretende Öl wird beim Austritt erwärmt. Der Querschnitt desOil emerging from the sub-oil electric motor and releases the oil under pressure via the control valve back to the oil bath. The control valve regulates the oil flow depending on viscosity. The oil emerging through a defined outlet opening is heated as it exits. The cross section of the
Steuerventils richtet sich nach der Dimensionierung der Anlage, um eine optimale Erwärmung zu erzielen. Bei der Hydraulikpumpe handelt es sich um eine übliche Hydraulikpumpe, die über eine Kupplung mit dem Unterölelektromotor verbunden ist. Unterölmotoren als solche sind bekannt und werden beispielsweise bei der Umwandlung von elektrischer Energie in hydraulische Energie eingesetzt. So ist die Verwendung eines Unterölmotors bei einem Hydraulikaufzug in einem Gebäude bekannt. Bei Unterölmotoren wird eine Zwangszirkulation des Öls in dem Spalt zwischen Rotor und Stator herbeigeführt, wobei das Öl über die Statorpakete geleitet wird. Es entsteht also sowohl im "Luftspalt" als auch auf der Statorpaketseite eine Öldurchflutung, die eine gleichmäßige Wärmeabfuhr ermöglicht und eine Destillation des Öls im Spalt zwischen Stator und Rotor ausschließt. Bei richtiger Dimensionierung kann durch die bessere Wärmeleitfähigkeit des Öls eine Leistungserhöhung erreicht werden, was eine höhere magnetische und elektrische Ausnutzung von Eisenpaket bzw. Wicklungen voraussetzt.Control valve depends on the dimensioning of the system in order to achieve optimal heating. The hydraulic pump is a conventional hydraulic pump that is connected to the sub-oil electric motor via a coupling. Sub-oil motors as such are known and are used, for example, in the conversion of electrical energy into hydraulic energy. For example, the use of a sub-oil motor in a hydraulic elevator in a building is known. In the case of sub-oil motors, the oil is forced to circulate in the gap between the rotor and the stator, the oil being passed over the stator packs. So there is an oil flood both in the "air gap" and on the stator package side, which enables uniform heat dissipation and prevents distillation of the oil in the gap between the stator and rotor. If dimensioned correctly, the better thermal conductivity of the oil can result in an increase in performance, which requires a higher magnetic and electrical utilization of the iron package or windings.
Die erfindungsgemäß ausgestaltete Heizanlage umfaßt weiterhin mindestens einen Wärmespeicher, der in seinen-' inneren wenigstens einen Wärmetauscher aufweis-,, e überThe heating system designed according to the invention further comprises at least one heat accumulator which has at least one heat exchanger in its interior
ERSATZBLATT
eine Ölvorlauf- und Ölrücklaufleitung mit dem Wärmeerzeuger verbunden ist. Außerdem umfaßt die Heizanlage mindestens eine Umwälzpumpe, die Öl aus dem Gehäuse des Wärmeerzeugers durch die Ölleitungen und den Wärmetauscher pumpt. Diese Einrichtungen sind in bekannter Weise erforderlich, um die von dem Öl aufgenommene Wärme an ein anderes Medium anzugeben. Dazu weist die Heizanlage außerdem Brauch- und/oder Heizungswasserleitungen auf, die mit dem Wärmespeicher verbunden sind und die dem Wärmespeicher zugeführte Wärme abführen. Darüberhinaus sind Regeleinrichtungen, die in Abähngigkeit der abgeführten Wärme, den Wärmeerzeuger steuern, vorgesehen. Die Regeleinrichtungen schalten üblicherweise bei einer bestimmten Maximaltemperatur den Wärmeerzeuger ab und bei Absinken unter einen unteren Grenzwert wieder ein.REPLACEMENT LEAF an oil supply and return line is connected to the heat generator. In addition, the heating system comprises at least one circulation pump that pumps oil from the housing of the heat generator through the oil lines and the heat exchanger. These devices are required in a known manner to indicate the heat absorbed by the oil to another medium. For this purpose, the heating system also has service and / or heating water pipes which are connected to the heat accumulator and dissipate the heat supplied to the heat accumulator. In addition, control devices are provided which control the heat generator in dependence on the heat dissipated. The control devices usually switch off the heat generator at a specific maximum temperature and switch it on again when the temperature drops below a lower limit.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Motor Drallelemente auf, die den Transport des Öls durch den Spalt zwischen Stator und Rotor begünstigen. Damit wird durch spezielle Schnitte der Rotor- und Statorpakete die Drehmomentkennlinie des Unterölelektromotors verändert, so daß im Nennpunkt ein guter Wirkungsgrad beibehalten wird, um die Verluste und damit die partielle Erwärmung in diesem Bereich klein zu halten. Die Drallelemente sorgen für einen guten Durchfluß zwischen Stator und Rotor und wirken einer Verharzung des Öls entgegen.In a preferred embodiment, the motor has swirl elements which promote the transport of the oil through the gap between the stator and the rotor. The torque characteristic curve of the sub-oil electric motor is thus changed by special cuts of the rotor and stator packages, so that a good efficiency is maintained at the nominal point in order to keep the losses and thus the partial heating in this area small. The swirl elements ensure good flow between the stator and rotor and counteract resinification of the oil.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Heizanlage befinden sich in den Ölleitungen wenigstens im Bereich des Wärmetauschers Einrichtungen, die für einen turbulenten Durchfluß des Öls in diesem Bereich sorgen. Dadurch wird die Wärmeabgabe des Öls in dem Wärmetauscher wesentlich verbessert, da die erwärmten Ölmoleküle aus dem inneren des Ölstroms leichter nach außen zur Wärmeabgabe gelangen können. Der turbulente Durchfluß kann durch verschiedene Maßnahmen, wie beispielsweise in dem Rohr angebrachte Tubulatoren, die dem Öl einen Drall verm.iitelr. oder durch andere dem Fachmann geläufige M≤ßna "-jr •--.r ■ eicr.->.According to a further advantageous embodiment of the heating system, devices are provided in the oil lines, at least in the area of the heat exchanger, which ensure a turbulent flow of the oil in this area. As a result, the heat dissipation of the oil in the heat exchanger is significantly improved, since the heated oil molecules can more easily reach the heat dissipation from the inside of the oil flow. The turbulent flow can be prevented by various measures, such as, for example, tubulators installed in the pipe which prevent the oil from swirling. or by other M≤ßna "- j r • -. r ■ eicr .->.
ERSATZBLATT
werden. Vorzugsweise werden mit Abstand zueinander angeordnete Quetschungen der Ölleitungen vorgesehen, so daß im inneren der Ölleitung der Querschnitt sich durch diese Stromschnellen verringert und damit ein turbulenter Ölstrom erzeugt wird. Damit wird eine optimale Wärmeübertragung von dem Öl zu dem Medium in dem Wärmespeicher erreicht.REPLACEMENT LEAF become. Squeezes of the oil lines are preferably arranged at a distance from one another, so that the cross section in the interior of the oil line is reduced by these rapids and a turbulent oil flow is thus generated. This ensures optimal heat transfer from the oil to the medium in the heat accumulator.
Zur Vermeidung von Verunreinigungen weist die Heizanlage zusätzlich noch ein vor der Hydraulikpumpe angeordnetes Filter auf.To avoid contamination, the heating system also has a filter in front of the hydraulic pump.
Die erfindunggeraäß ausgestaltete Heizanlage hat einen Wirkungsgrad von größer 98%. Es ist somit möglich, mittels elektrischer Energie eine Brauchwasser- undThe heating system designed according to the invention has an efficiency of greater than 98%. It is thus possible to use a domestic water and
Heizungswassererwärmung durchzuführen, die beispielsweise über den Wirkungsgrad von elektrischen Heizungen liegt. Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich durch eine einfache und störunanfällige Umwandlung der Primärenergie Elketrizität in Wärme aus. Alle Restwärmequellen werden in der Anlage konsequent genutzt, so daß im Hinblick auf die Wärme ein vollkommen geschlossener Kreislauf entsteht. Die lange Temperaturstandzeit des Hydrauliköls sichert dazu eine hohe Temperaturkonstanz bei großer Wiederholgenauigkeit und großer Heizreεerve, auch bei niedrigen Außentemperaturen.Carry out heating water heating, which is for example above the efficiency of electric heaters. The device according to the invention is characterized by a simple and failure-prone conversion of the primary energy electricity into heat. All residual heat sources are used consistently in the system, so that a completely closed circuit is created with regard to the heat. The long service life of the hydraulic oil ensures a high temperature stability with great repeatability and a large heating reserve, even at low outside temperatures.
In Abhängigkeit von dem erforderlichen Energiebedarf ist eε mögich, mehrere derartige Einheiten in einem Gehäuεe Unteröl anzuordnen. So können die Anlagen beiεpielsweiεe 2, 3 oder 4 Wärmeerzeugungssyεteme umfassen, die, wie vorstehend beschrieben, einen Unterölelektromotor, eine Hydraulikpumpe und ein der Hydraulikpumpe nachgeschaltetes Steuerventil aufweisen. Derart ausgestaltete Anlagen können noch leiεtungεfähiger sein und eventuell einen noch besεeren Wirkungsgrad haben.Depending on the required energy requirement, it is possible to arrange several such units in a lower oil housing. For example, the systems can comprise 2, 3 or 4 heat generation systems which, as described above, have a sub-oil electric motor, a hydraulic pump and a control valve connected downstream of the hydraulic pump. Systems designed in this way can be even more efficient and possibly have an even better efficiency.
ERSATZBLATT
Nachfolgend wird die Erf indung anhand einesREPLACEMENT LEAF The invention is described below using a
Ausführungsbeiεpiel in Verbindung mit den begleitendenExecution example in connection with the accompanying
Zeichnungen erläutert . Eε stel len dar :Drawings explained. Eε represent:
Figur 1 ein Funktionεεchema eines hydraulischen1 shows a functional diagram of a hydraulic
Wärmeerzeugers;Heat generator;
Figur 2 ein Hydraulikschema des Wärmeerzeugers sowie schematisch die Hydraulikpumpe und den Unterölelektromotor; undFigure 2 is a hydraulic diagram of the heat generator and schematically the hydraulic pump and the sub-oil electric motor; and
Figur 3 eine Darstellung des Stators und Rotors des Unterölelektromotors .Figure 3 is an illustration of the stator and rotor of the sub-oil electric motor.
Wie aus Figur 1 erεichtlich, umfaßt die Heizanlage den Wärmeerzeuger 1, der über eine Vorlaufleitung 2 und einer Rücklaufleitung 3 für Hydrauliköl mit einem Wärmeεpeicher 4 verbunden ist. In der Hydrauliköl-Vorlaufleitung 2 befindet sich noch eine Umwälzpumpe 5 zur Erzeugung einesAs can be seen from FIG. 1, the heating system comprises the heat generator 1, which is connected to a heat accumulator 4 via a feed line 2 and a return line 3 for hydraulic oil. In the hydraulic oil feed line 2 there is also a circulation pump 5 for generating a
Zwangsumlaufs des Hydrauliköls. Mit der Bezugεziffer 6 εind in der Wärmetauscherschlange 7 Quetεchungen der Rohrleitung angedeutet, die für die turbulente Strömung deε Öls in den Rohrleitungen in diesem Bereich sorgen. Der Wärmeerzeuger 1 sowie der Wärmespeicher 4 weisen ein thermisch isoliertes Gehäuse 8 bwz. 9 auf.Forced circulation of hydraulic oil. The reference number 6 indicates in the heat exchanger coil 7 pinchings of the pipeline which ensure the turbulent flow of the oil in the pipelines in this area. The heat generator 1 and the heat accumulator 4 have a thermally insulated housing 8 or. 9 on.
An dem Wärmespeicher 4, der mit Wasser gefüllt ist, sind eine Vorlaufleitung 10 und eine Rücklau leitung 11 für ein Heizungssyεtem angeεchlossen. Das Heizungssystem umfaßt in üblicherweise noch ein Mischventil 12, eine Umwälzpumpe 3 und einen oder mehrere Wärmeverbraucher 14. Aus Sicherheitsgründen befindet sich in der Vorlaufleitung 10 noch ein Ausdehnungsbehälter 15.On the heat accumulator 4, which is filled with water, a flow line 10 and a return line 11 for a heating system are connected. The heating system usually also comprises a mixing valve 12, a circulation pump 3 and one or more heat consumers 14. For safety reasons, there is also an expansion tank 15 in the feed line 10.
Zusätzlich ist in dem Wärmespeicher 4 noch ein weiterer Wärmetauscher 16 für Brauchwasser angeordnet, der an einer Kaltwasserleitung 17 und einer Brauch asserleitunα 18, die in das erwärmte Wasser führen, angeschlosse***. . <=-In addition, a further heat exchanger 16 for process water is arranged in the heat store 4, which is connected to a cold water pipe 17 and a process asserleitunα 18, which lead into the heated water * ** . , <= -
ERSATZBLATT
An dem Wärmeεpeicher 4 befinden εich außerdem ein Thermometer 19 und ein Regler 20, wobei der Regler 20 in üblicherweise für eine Abschaltung des Wärmeerzeugerε εorgt, wenn die Temperatur in dem Wärmespeicher einen vorgegebenen Wert erreicht hat, und einschaltet, wenn die Temperatur des Wasser in dem Wärmespeicher unter einen vorgegenen Wert sinkt.REPLACEMENT LEAF There is also a thermometer 19 and a controller 20 on the heat store 4, the controller 20 usually ensuring that the heat generator is switched off when the temperature in the heat store has reached a predetermined value and switches on when the temperature of the water in the Heat storage drops below a counter value.
Figur 2a zeigt das Hydraulikschema in dem Wärmeerzeuger mit einer Hydraulikpumpe 21, die mit einem Druckbegrenzungsventil 22 verbunden ist, daε auε Sicherheitsgründen in der Anlage eingebaut ist und einen konstanten Druck von 170 bar gewährleistet. Von demFIG. 2a shows the hydraulic diagram in the heat generator with a hydraulic pump 21, which is connected to a pressure relief valve 22, that for safety reasons it is installed in the system and ensures a constant pressure of 170 bar. Of the
Druckbegrenzungsventil gelangt das von der Pumpe geförderte Öl zu dem Steuerventil 23, das in Abhängigkeit von der Viskoεität des Öls den Strom deε Öls regelt. Durch die besondere Ausgestaltung der Austrittsöffnung deε Stromregelventilε in Abhängigkeit von dem Druck in dem Syεtem wird die bei dem Durchtritt durch die Öffnung entεtehende Reibung in Wärme umgewandelt. Daε erwärmte Öl gelangt nach dem Auεtritt auε dem Stromregelventil 23 wieder in den Öltank T, von wo es einerseits durch die Umwälzpumpe 5 zu dem Verbraucher 30 gepumpt wird um dann abgekühlt wieder in den Tank T zurückgelangen, und andererseitε von der Hydraulikpumpe 21, nachdem das Öl durch den Spalt zwischen Stator und Rotor des Unterölelektromotors 24 geεtrömt ist, wieder durch das Steuerventil 23 gepreßt zu werden.Pressure-limiting valve, the oil delivered by the pump reaches the control valve 23, which regulates the flow of the oil depending on the viscosity of the oil. The special design of the outlet opening of the flow control valve as a function of the pressure in the system converts the friction which arises when it passes through the opening into heat. The heated oil comes out of the flow control valve 23 into the oil tank T, from where it is pumped through the circulation pump 5 to the consumer 30 and then returned to the tank T after cooling, and on the other hand from the hydraulic pump 21 after the Oil has flowed through the gap between the stator and the rotor of the sub-oil electric motor 24 to be pressed again by the control valve 23.
Figur 2b zeigt in schematischer Darstellung den Unterölelektromotor 24, der die Hydraulikpumpe 21 antreibt. In dem Bereich 25 des Unterölelektromotors 24 gelangt in das Öl von der einen durch eine Speil gekennzeichneten Seite in den Spalt zwischen Stator und Rotor deε Unterölelektromotors 20, um dann mit Drall an der mit der Bezugεziffer 26 bezeichneten Stelle zwischen Stator und Rotor wieder auszutreten. Das dort austretenoe 0. :■". '<: üoerFIG. 2b shows a schematic representation of the sub-oil electric motor 24, which drives the hydraulic pump 21. In the area 25 of the sub-oil electric motor 24, the oil enters the gap between the stator and the rotor of the sub-oil electric motor 20 from one side identified by a spike, in order to then exit with a swirl at the point designated by the reference number 26 between the stator and the rotor. The exit there 0.: ■ ". '<: Üoer
ERSATZBLATT
ein Filter 27 von der Hydraulikpumpe angesaugt und über dieERSA TZ SHEET a filter 27 sucked in by the hydraulic pump and via the
Leitung 28 über das Druckbegrenzungsventil 22 demLine 28 to the pressure relief valve 22
Steuerventil 23 zugeführt. Wie aus diesem Hydraulikschema ersichtlich, handelt es εich bei der wärmeerzeugenden Anlage um einen offenen Hydraulikkreiε, da daε aus dem Steuerventil 23 austretende Öl wieder in den Tank T gelangt und von dort zwei verschiedene Wege nehmen kann. Mit der Halterung 28 kann die Einheit am Gehäuse befestigt werden. Als Öl wird ein handelεüblicheε εynthetiεcheε Öl auf Esterbasiε verwendet.Control valve 23 supplied. As can be seen from this hydraulic diagram, the heat-generating system is an open hydraulic circuit since oil escaping from the control valve 23 gets back into the tank T and can take two different paths from there. With the bracket 28, the unit can be attached to the housing. A commercially available, synthetic, ester-based oil is used as the oil.
Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeiεpiel hat eε εich gezeigt, daß bei einer Drehgeschwindigkeit von 1500 Umdrehungen pro Minute und einem Betriebsdruck von 170 bar und bei einem Austrittsquerschnitt aus dem Stromregelventil von 3,22 mm eine optimale Leistung bei einem Wirkunsgrad von über 98 % erzielt werden kann.In the case of the exemplary embodiment according to the invention, it has been shown that at a rotational speed of 1500 revolutions per minute and an operating pressure of 170 bar and with an outlet cross section from the flow control valve of 3.22 mm, optimal performance can be achieved with an efficiency of over 98%.
Figur 3 zeigt die Draufsicht auf einen Unterölelektromotor 24, der teilweise aufgebrochen und im Schnitt dargestellt ist, um die Drallelemente 31 zu zeigen. Die Hydraulikpumpe 21 iεt über eine in dem Bereich 32 angeordnete Kupplung mit dem Unterölelektromotor 24 verbunden. Wie auε der Figur ersichtlich, tritt das Öl durch an der Stirnseite 33 angeordnete Öffnungen 34 in den Motor ein und gelangt in den Spalt zwischen Stator 35 und Rotor 36. Die Drallelemente 31 sind im wesentlichen als schräg verlaufende Stege ausgebildet, zwischen denen Nuten 37 für das Öl verlaufen. Das an der Stirnseite eintretende Öl wird durch die Drehbewegung des Rotors 36 über die εchräg verlaufenden Nuten 37 zu den Austrittsöffnungen 26 befördert. Dort tritt es aus dem Unterölelektromotor 24 aus und wird, wie in Figur 2 beschrieben, von der g Hydraulikpumpe 21 angesaugt und weiter befördert. In Figur 3 sind mit den Bezugsziffern 40 daε Motorgehäuse, 38 das Wicklungεpaket und 39 die Motorwelle bezeichnet. Bei der Hydraulikpumpe 21 ist mit 41 die Saugseite und m:**: 42 die Druckseite gekennzeichnet.FIG. 3 shows the top view of a sub-oil electric motor 24, which is partially broken open and shown in section to show the swirl elements 31. The hydraulic pump 21 is connected to the lower oil electric motor 24 via a coupling arranged in the area 32. As can be seen from the figure, the oil enters the motor through openings 34 arranged on the end face 33 and enters the gap between the stator 35 and the rotor 36. The swirl elements 31 are essentially designed as inclined webs, between which grooves 37 for the oil run away. The oil entering at the end face is conveyed to the outlet openings 26 by the rotary movement of the rotor 36 via the oblique grooves 37. There it emerges from the sub-oil electric motor 24 and, as described in FIG. 2, is sucked in by the hydraulic pump 21 and transported further. In FIG. 3 the reference numbers 40 denε motor housing, 38 the winding package and 39 the motor shaft. The hydraulic side of the hydraulic pump 21 is 41 and m: ** : 42 the pressure side.
ERSATZBLATT
REPLACEMENT LEAF